Wat zijn cadherines?

Cadherines zijn een groep eiwitten die cellen helpen aan elkaar te kleven. Ze zijn de belangrijkste componenten van bepaalde soorten verbindingen tussen cellen. Deze verbindingen helpen bepalen hoe een cel wordt geïntegreerd in een structuur, zoals een huidlaag of een orgaan. Binnen de knooppunten haken cadherinemoleculen op de celoppervlakken aan elkaar vast, als een klein stukje klittenband.

Cel-tot-cel adhesie bemiddeld door cadherines speelt een belangrijke rol bij weefseldifferentiatie, waarbij de weefsels bij elkaar worden gehouden terwijl ze zich vormen tijdens de embryonale ontwikkeling. Verlies van de functie van cadherines is ook in verband gebracht met kanker, en sommige onderzoekers onderzoeken cadherines als doelwit voor geneesmiddelen.

Cadherin structuur

Cadherines zijn genoemd naar de calciumafhankelijke adhesie. Het externe domein van een cadherinemolecuul – het deel dat zich aan de buitenkant van een cel bevindt – is opgebouwd uit vele herhalingen van dezelfde eiwitketen. Elke herhaling heeft een ruimte voor het binden van calcium. Calcium maakt de keten stijf, waardoor deze zich kan verbinden met een keten van een andere cel.

Naast een extracellulaire (buiten de cel) component hebben cadherines ook een deel dat door het membraan dringt en een deel dat zich binnenin de cel bevindt. De binnenste delen van de cadherinen vormen een complex binnen de cel.

Typen cadherinen

Er zijn ongeveer honderd typen cadherinen in gewervelde dieren, en ze vallen in vier groepen uiteen.

1. Tot de klassieke cadherinen behoren E-cadherine, N-cadherine, P-cadherine en N-cadherine 2. Ze hebben allemaal een vergelijkbare structuur, met vijf extracellulaire cadherineherhalingen, een transmembraandomein, en een intracellulair domein. Adhesie door klassieke cadherines is betrokken bij een aantal belangrijke cellulaire signaaltransductieroutes, waaronder Wnt, Hedgehog, Ras en RhoGTPase signalering. Dit betekent dat cadherinen een cruciale rol spelen in veel biologische processen.

1. Desmogleïne en desmocolline zijn desmosomale cadherinen. Zij zijn belangrijk bij de vorming van een soort cellulaire verbinding die desmosoom wordt genoemd.

1. Protocadherinen zijn een grote groep cadherinemoleculen die in een groot aantal soorten voorkomen en waarvan wordt aangenomen dat zij verwant zijn aan een voorouderlijk cadherine. Hun extracellulaire domeinen hebben meer dan vijf herhaalde cadherinemotieven, waardoor ze zich onderscheiden van de klassieke cadherines. Ook de intracellulaire domeinen van de protocadherines verschillen van hun klassieke neven. Zij hebben zeer uiteenlopende functies in het zenuwstelsel, waaronder neuronale differentiatie en de vorming van synapsen.

1. Onconventionele cadherinen vormen een grote groep cadherinen die verder niet in de vorige drie groepen zijn ingedeeld. Zij omvatten VE-cadherine, R-cadherine, en vele anderen.

Cellulaire knooppunten vertrouwen op cadherinen

Twee soorten van cellulaire knooppunten vertrouwen op cadherinen. Aherens knooppunten hebben een strook cadherinemoleculen die de membranen van epitheelcellen met elkaar verbinden. Het epitheel is een dun weefsel dat lagen vormt op holle structuren van het lichaam, zoals de darm. Desmosomen steunen ook op cadherinen. Een desmosoom is een structuur binnen het membraan van een cel. Het gebruikt de cadherines, desmoglein en desmocolline om door het membraan te dringen en een in elkaar grijpend netwerk te vormen dat cellen bijeenhoudt.

In gewervelde dieren zijn cadherines verantwoordelijk voor het bijeenhouden van de meeste epitheliale platen. Dit omvat de bekleding van de dunne darm of de nierbuisjes. Monoklonale antilichamen zijn gebruikt om cadherinen te verwijderen in gekweekte epitheelcellen, en die cellen vallen uit elkaar. Ook zal het verwijderen van calcium uit de media verhinderen dat de celverbindingen zich goed vormen.

De rol van cadherines bij kanker

E-cadherine, een lid van de cadherinefamilie, speelt een zeer belangrijke rol bij het organiseren van het epitheel. De meeste kankers ontstaan uit epitheliaal weefsel, en in deze kankers gaat de door E-cadherine bemiddelde celadhesie verloren op het moment dat een tumor zich ontwikkelt tot kwaadaardigheid. Sommige studies hebben zich gericht op het herstel van de functie van E-cadherine in het epitheel als mechanisme voor kankertherapie.

Celorganisatie

Cadherines zijn ook belangrijk in andere aspecten van celorganisatie, zoals de vorming van grenzen, gecoördineerde celbewegingen, en het behoud van structurele en functionele cel- en weefselpolariteit. Naast de rol van E-cadherine bij de vorming van epitheel, is N-cadherine belangrijk in neuraal weefsel en spieren, R-cadherine wordt gebruikt in hersenen en botweefsel, P-cadherine is aanwezig in de huid, en VE-cadherine is ook van belang in het epitheel.

Verder lezen

• Alle cadherine-inhoud
• Cadherinetypes en rol in cel-celadhesie

Citaties