Czym są kadheryny?

Kadheryny to grupa białek, które pomagają komórkom trzymać się razem. Są one głównymi składnikami pewnych typów połączeń między komórkami. Połączenia te pomagają zdefiniować sposób, w jaki komórka zostanie zintegrowana ze strukturą, taką jak warstwa skóry lub organ. W obrębie połączeń, cząsteczki kadheryny na powierzchniach komórek zaczepiają się o siebie nawzajem, jak maleńki kawałek rzepa.

Przyleganie komórki do komórki pośredniczone przez kadheryny odgrywa ważną rolę w różnicowaniu tkanek, trzymając tkanki razem, gdy tworzą się one podczas rozwoju embrionalnego. Utrata funkcji kadheryn jest również związana z nowotworami, a niektórzy naukowcy badają kadheryny jako cele dla leków.

Struktura kadheryn

Kadheryny zostały nazwane dla adhezji zależnej od wapnia. Zewnętrzna domena cząsteczki kadheryny – część, która znajduje się na zewnątrz komórki – składa się z wielu powtórzeń tego samego łańcucha białkowego. Każde powtórzenie ma miejsce na wiązanie wapnia. Wapń sprawia, że łańcuch jest sztywny, pomagając mu połączyć się z łańcuchem z innej komórki.

Oprócz komponentu zewnątrzkomórkowego (na zewnątrz komórki), kadheryny mają również część, która przenika przez błonę i część, która jest wewnątrz komórki. Wewnętrzne części kadheryn tworzą kompleks wewnątrz komórki.

Typy kadheryn

Wśród kręgowców występuje około stu typów kadheryn, które dzielą się na cztery grupy.

1. Klasyczne kadheryny obejmują E-kadherynę, N-kadherynę, P-kadherynę i N-kadherynę 2. Wszystkie one mają podobną strukturę, z pięcioma zewnątrzkomórkowymi powtórzeniami kadheryny, domeną transmembranową i domeną wewnątrzkomórkową. Adhezja za pośrednictwem klasycznych kadheryn jest zaangażowana w niektóre istotne szlaki sygnalizacji komórkowej, w tym sygnalizację Wnt, Hedgehog, Ras i RhoGTPase. Oznacza to, że kadheryny pełnią krytyczną rolę w wielu procesach biologicznych.

1. Desmogleina i desmokolina są kadherynami desmosomalnymi. Są one ważne w tworzeniu rodzaju połączenia komórkowego zwanego desmosomem.

1. Protokadheryny są dużą grupą cząsteczek kadheryn występujących w szerokim zakresie gatunków, które uważa się za związane z kadherynami przodków. Ich domeny zewnątrzkomórkowe mają więcej niż pięć powtarzających się motywów kadherynowych, co odróżnia je od klasycznych kadheryn. Domeny wewnątrzkomórkowe protokadheryn również różnią się od ich klasycznych kuzynów. Są one wysoce zmienne i pełnią różnorodne funkcje w układzie nerwowym, w tym w różnicowaniu neuronów i tworzeniu synaps.

1. Niekonwencjonalne kadheryny stanowią dużą grupę kadheryn, które nie dają się inaczej zakwalifikować do poprzednich trzech grup. Obejmują one VE-kadherynę, R-kadherynę i wiele innych.

Złącza komórkowe zależą od kadheryn

Dwa typy połączeń komórkowych zależą od kadheryn. Połączenia Aherens mają pasek cząsteczek kadheryny, które łączą błony komórek nabłonka. Nabłonek jest cienką tkanką, która tworzy warstwy na pustych strukturach ciała, takich jak jelito. Desmosomy również opierają się na kadherynach. Desmosom jest strukturą znajdującą się wewnątrz błony komórkowej. Wykorzystuje on kadheryny, desmogleinę i desmokollinę do przenikania przez błonę i tworzenia sieci blokującej, która wiąże komórki razem.

W kręgowcach, kadheryny są odpowiedzialne za trzymanie większości arkuszy nabłonkowych razem. Obejmuje to wyściółkę jelita cienkiego i kanalików nerkowych. Przeciwciała monoklonalne zostały użyte do usunięcia kadheryn w hodowanych komórkach nabłonkowych, a komórki te rozpadają się. Również usunięcie wapnia z podłoża uniemożliwi prawidłowe formowanie połączeń komórkowych.

Rola kadheryn w nowotworach

E-kadheryna, członek rodziny kadheryn, ma bardzo ważną rolę w organizowaniu nabłonka. Większość nowotworów wywodzi się z tkanki nabłonkowej, a w tych nowotworach adhezja komórek, w której pośredniczy E-kadheryna, zostaje utracona w tym samym czasie, kiedy guz postępuje w kierunku złośliwości. Niektóre badania skupiają się na przywróceniu funkcji E-kadheryny w nabłonku jako mechanizmu terapii przeciwnowotworowej.

Organizacja komórek

Kadheryny są również ważne w innych aspektach organizacji komórek, takich jak tworzenie granic, skoordynowane ruchy komórek oraz utrzymanie strukturalnej i funkcjonalnej polarności komórek i tkanek. Oprócz roli E-kadheryny w tworzeniu nabłonka, N-kadheryna jest ważna w tkance nerwowej i mięśniach, R-kadheryna jest używana w mózgu i tkance kostnej, P-kadheryna jest obecna w skórze, a VE-kadheryna jest również istotna w nabłonku.

Dalsza lektura

• Wszystkie treści dotyczące kadheryn
• Rodzaje kadheryn i rola w adhezji komórka-komórka

Cytaty

.