- โมเลกุลยึดเกาะของเซลล์
- ประวัติศาสตร์
- โครงสร้าง
- ประเภท
- คลาสสิก Cadherines หรือ Type I
- แคเดอรินผิดปกติหรือประเภท II
- ลักษณะเฉพาะ
- คุณสมบัติ
- Cadherins และมะเร็ง
- อ้างอิง
cadherinsเป็นรนไกลโคโปรตีนแคลเซียมและขึ้นอยู่กับรับผิดชอบในการรักษาเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ที่รักษาความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อในสัตว์ แคเดอรินมีมากกว่า 20 ชนิดโดยทั้งหมดมีกรดอะมิโนประมาณ 750 ชนิดและมีความจำเพาะต่อเซลล์ประเภทต่างๆ
พันธะของเซลล์ที่ได้จากแคเดอรินมีความเสถียรเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นโมเลกุลเหล่านี้จึงมีบทบาทสำคัญในการพัฒนารูปร่างของสิ่งมีชีวิตในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อน (morphogenesis) รวมถึงการบำรุงรักษาโครงสร้างของเนื้อเยื่อทั้งในระยะตัวอ่อนและในวัยผู้ใหญ่
การแสดงโมเลกุลของโปรตีน 1suh, E-cadherin (เยื่อบุผิว) ถ่ายและเรียบเรียงจาก: Jawahar Swaminathan และเจ้าหน้าที่ MSD ที่ European Bioinformatics Institute
ความผิดปกติของแคเดอรินเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของมะเร็งชนิดต่างๆ การขาดการยึดติดของเซลล์ผ่านแคเดอรินเป็นสาเหตุหนึ่งของการเคลื่อนไหวที่เพิ่มขึ้นของเซลล์เนื้องอก
โมเลกุลยึดเกาะของเซลล์
ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เซลล์จะต้องรวมตัวกันเพื่อมีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวภาพที่หลากหลายซึ่งช่วยให้สามารถรักษาความสมบูรณ์ของมันได้จึงแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในอาณานิคม กระบวนการเหล่านี้รวมถึงกระบวนการอื่น ๆ การห้ามเลือดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันการแปรสัณฐานและการสร้างความแตกต่าง
โมเลกุลเหล่านี้แตกต่างกันในโครงสร้างของพวกมันเช่นเดียวกับหน้าที่ของพวกมันออกเป็นสี่กลุ่ม ได้แก่ อินทิกรินซีเล็คอิมมูโนโกลบูลินและแคเดอริน
ประวัติศาสตร์
ประวัติของแคเดอรินนั้นสั้นมากเนื่องจากเป็นที่รู้จักกันน้อยมาก ดังนั้นจึงมีการค้นพบแคเดรินตัวแรกในเซลล์จากเนื้อเยื่อของหนูในปี พ.ศ. 2520 นักวิทยาศาสตร์เรียกโมเลกุลนี้ว่าอูโวโมรูลิน
ในช่วงทศวรรษที่ 1980 มีการค้นพบโมเลกุลของคาเดรินอื่น ๆ ในเนื้อเยื่อจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิด แคเดอรินเหล่านี้พบในการทดสอบการรวมเซลล์ที่ขึ้นกับแคลเซียม ทั้งหมดอยู่ในกลุ่มเดียวกันของโมเลกุลที่เรียกว่าคลาสสิกแคเดอริน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและด้วยความก้าวหน้าทางชีววิทยาระดับโมเลกุลทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุจำนวนแคเดอรินที่สำคัญอีกจำนวนหนึ่งได้ซึ่งบางส่วนไม่ทราบหน้าที่เฉพาะของมันและอาจมีหน้าที่อื่นนอกเหนือจากการยึดเกาะของเซลล์
โครงสร้าง
Cadherins เป็นไกลโคโปรตีนนั่นคือโมเลกุลที่เกิดจากความสัมพันธ์ของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโนเหล่านี้ประกอบด้วยกรดอะมิโน 700 (ปกติ 750) ถึง 900 ชนิดและมีโดเมนการทำงานที่แตกต่างกันซึ่งทำให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันตั้งแต่แรกกับโมเลกุลของแคเดอรินอื่น ๆ และแคลเซียมไอออน
โดเมนที่ใช้งานได้ยังอนุญาตให้แคเดอรินรวมเข้ากับเมมเบรนในพลาสมาได้เช่นเดียวกับการเชื่อมโยงกับโครงกระดูกของแอกติน ห่วงโซ่กรดอะมิโนส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในพื้นที่นอกเซลล์และโดยปกติจะแตกต่างกันเป็น 5 โดเมนเรียกว่า EC (EC1-EC5)
แต่ละโดเมนเหล่านี้มีกรดอะมิโนประมาณ 100 ชนิดโดยมีไซต์ที่จับกับแคลเซียมหนึ่งหรือสองแห่ง บริเวณ transmembrane ตั้งอยู่ระหว่างส่วนนอกและด้านในของเซลล์และข้ามเมมเบรนเพียงครั้งเดียว
ในทางกลับกันส่วนของแคเดอรินที่พบภายในเซลล์มีความอนุรักษ์สูงและประกอบด้วยกรดอะมิโน 150 ชนิด โดเมนนี้เชื่อมโยงกับโครงร่างของแอกตินโดยใช้โปรตีนไซโตโซลิกที่เรียกว่าคาเทนิน
ประเภท
แคเดอรินมีมากกว่า 20 ชนิดซึ่งจำแนกในลักษณะต่างๆกันขึ้นอยู่กับผู้แต่ง ตัวอย่างเช่นผู้เขียนบางคนรู้จักกลุ่มหรือครอบครัวย่อยสองกลุ่มในขณะที่คนอื่นรู้จักกลุ่มหกคน ตามอดีตแคเดอรินสามารถแบ่งออกเป็น:
คลาสสิก Cadherines หรือ Type I
เรียกอีกอย่างว่าแคเดอรินแบบดั้งเดิม รวมอยู่ในกลุ่มนี้ ได้แก่ แคดเมียมที่ถูกตั้งชื่อตามเนื้อเยื่อที่พบครั้งแรกเช่น E-cadherin (epithelial), N-cadherin (neural), P-cadherin (รก), L-cadherin ( ตับ) และ R-cadherin (เรตินา) อย่างไรก็ตามไกลโคโปรตีนเหล่านี้สามารถพบได้ในเนื้อเยื่อต่างๆ
ตัวอย่างเช่น N-cadherin นอกจากจะมีอยู่ในเนื้อเยื่อประสาทแล้วยังสามารถพบได้ในเนื้อเยื่อของอัณฑะไตตับและกล้ามเนื้อหัวใจ
แคเดอรินผิดปกติหรือประเภท II
เรียกอีกอย่างว่าไม่ใช่แบบดั้งเดิมหรือไม่คลาสสิก ซึ่งรวมถึง desmogleins และ desmocholins ซึ่งก่อตัวเป็นทางแยกที่ระดับ desmosomes ระหว่างเซลล์ นอกจากนี้ยังมีโปรโตคาเดอรินซึ่งมีลักษณะขาดการเชื่อมต่อกับโครงกระดูกของแอกติน
แคเดอรินทั้งหมดเหล่านี้ถูกแยกออกจากกลุ่มอื่น ๆ ที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมโดยผู้เขียนบางคนออกเป็นสามกลุ่มอิสระ ส่วนที่เหลือของแคเดอรินที่ผิดปกติ ได้แก่ T-cadherin ซึ่งไม่มีโดเมน transmembrane และ cytoplasmic และ E-cadherin ที่แตกต่างกันซึ่งพบได้นอกเซลล์และเรียกว่า Evar-cadherin
ลักษณะเฉพาะ
เป็นไกลโคโปรตีนที่ขึ้นกับแคลเซียมซึ่งพบได้ในเนื้อเยื่อของสัตว์โดยเฉพาะ ส่วนใหญ่เป็นแผ่นส่งสัญญาณแบบ single-pass กล่าวอีกนัยหนึ่งมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์โดยข้ามจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งเพียงครั้งเดียว
Cadherins ส่วนใหญ่มีส่วนร่วมในการรวมกันระหว่างเซลล์ที่มีลักษณะฟีโนไทป์เซมิลาร์ (พันธะโฮโมไทปิกหรือโฮโมฟีลิก) พันธะของเซลล์ที่สร้างขึ้นโดยโมเลกุลเหล่านี้ (พันธะแคเฮริน - แคเดอริน) มีความแข็งแรงมากกว่าพันธะโปรตีน - โปรตีนอื่น ๆ ประมาณ 200 เท่า
ในแคเดอรินแบบดั้งเดิมโดเมนไซโตพลาสซึมเป็นแบบอนุรักษ์นิยม ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบของมันมีความคล้ายคลึงกันในแคเดอรินที่แตกต่างกัน
คุณสมบัติ
หน้าที่หลักของแคเดอรินคือการปล่อยให้มีการเชื่อมต่อของเซลล์อย่างถาวรเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงมีบทบาทพื้นฐานในกระบวนการต่างๆเช่นการพัฒนาของตัวอ่อนการสร้างสัณฐานวิทยาการสร้างความแตกต่างและการบำรุงรักษาโครงสร้างของเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวในผิวหนังและลำไส้รวมทั้ง การสร้างแอกซอน
ฟังก์ชันนี้ได้รับการควบคุมบางส่วนโดยเทอร์มินัล -COOH ที่มีอยู่ในส่วนภายในเซลล์หรือโดเมนของไกลโคโปรตีน เทอร์มินัลนี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลที่เรียกว่า catenins ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบของโครงร่างเซลล์ของเซลล์
หน้าที่อื่น ๆ ของแคเดอริน ได้แก่ การคัดเลือก (การเลือกเซลล์อื่นที่จะเข้าร่วม) และการส่งสัญญาณของเซลล์การสร้างขั้วของเซลล์และการควบคุมการตายของเซลล์ กลไกหลังเป็นกลไกของการตายของเซลล์ที่ควบคุมภายในโดยร่างกายเดียวกันเพื่อควบคุมการพัฒนา
Cadherins และมะเร็ง
ความผิดปกติของแคเดอรินมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็งชนิดต่างๆ ความผิดปกตินี้อาจเกิดจากการปรับเปลี่ยนการแสดงออกของแคเดอรินและคาเทนินตลอดจนการกระตุ้นของสัญญาณที่ป้องกันไม่ให้เซลล์เข้าร่วม
ด้วยการล้มเหลวในการผูกเซลล์ของแคเดอรินทำให้เซลล์เนื้องอกเพิ่มการเคลื่อนไหวและถูกปลดปล่อยออกมาจากนั้นจะบุกรุกเนื้อเยื่อข้างเคียงผ่านต่อมน้ำเหลืองและหลอดเลือด
E-Cadherina Benigma จากเต้านม Micrograph ของ hyperplasia lobular ผิดปรกติ นำมาและแก้ไขจาก: Nephron.
เมื่อเซลล์เหล่านี้ไปถึงอวัยวะเป้าหมายเซลล์เหล่านี้จะบุกรุกและแพร่กระจายโดยได้รับอักขระที่รุกรานและแพร่กระจาย การศึกษาส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับแคเดอรินกับกระบวนการเจริญเติบโตของสารก่อมะเร็งได้มุ่งเน้นไปที่ E-cadherin
แคเดอรินประเภทนี้มีส่วนเกี่ยวข้องกับมะเร็งลำไส้ใหญ่กระเพาะอาหารเต้านมรังไข่และปอดและอื่น ๆ อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่แคเดอรินเพียงชนิดเดียวที่เชื่อมโยงกับมะเร็ง ตัวอย่างเช่น N-cadherin มีบทบาทใน mesotheliomas เยื่อหุ้มปอดและ rhabdomyosarcomas
อ้างอิง
- cadherin บน Wikipedia สืบค้นจาก en.wikipedia.org
- D. Leckband & อ. ประกายแสง (2549). กลไกและพลวัตของการยึดเกาะของแคเดริน การทบทวนวิศวกรรมชีวการแพทย์ประจำปี
- F.Nolletl, P.Kools P, และ F. Van Roy (2000). การวิเคราะห์ทางวิวัฒนาการของตระกูล Cadherin Superfamily ช่วยให้สามารถระบุครอบครัวย่อยที่สำคัญหกตระกูลข้างสมาชิกที่โดดเดี่ยวหลายคน วารสารอณูชีววิทยา.
- J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: องค์ประกอบสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของเนื้องอก วารสารหลักฐานและการวิจัยทางคลินิก.
- L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). โครงสร้างและหน้าที่ของโมเลกุลยึดเกาะของเซลล์ วารสารการแพทย์อเมริกัน.
- U. Cavallaro & G.Christofori (2004). การยึดเกาะของเซลล์และการส่งสัญญาณโดยแคเดอรินและ Ig-CAM ในมะเร็ง รีวิวธรรมชาติมะเร็ง.