CADHERINES: CẤU TRÚC, ĐẶC ĐIỂM VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các cadherin là các glycoprotein xuyên màng phụ thuộc canxi và chịu trách nhiệm duy trì kết nối giữa các tế bào duy trì tính toàn vẹn của các mô ở động vật. Có hơn 20 loại cadherin khác nhau, tất cả đều có khoảng 750 axit amin và đặc trưng cho các loại tế bào khác nhau.

Các liên kết tế bào đạt được bởi cadherins ổn định theo thời gian. Vì lý do này, các phân tử này đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển hình dạng của sinh vật trong quá trình phát triển phôi (phát sinh hình thái), cũng như trong việc duy trì cấu trúc của các mô cả trong giai đoạn phôi và trong cuộc sống trưởng thành.

Đại diện phân tử của protein 1suh, E-cadherin (biểu mô). Được lấy và biên tập từ: Jawahar Swaminathan và nhân viên MSD tại Viện Tin sinh học Châu Âu.

Sự trục trặc của cadherins có liên quan đến sự phát triển của các loại ung thư khác nhau. Sự thiếu hụt khả năng kết dính của tế bào thông qua cadherins là một trong những nguyên nhân làm tăng khả năng vận động của tế bào khối u.

Phân tử kết dính tế bào

Trong các sinh vật đa bào, các tế bào phải đoàn kết để tham gia vào một quá trình sinh học đa dạng cho phép duy trì tính toàn vẹn của chúng, do đó tự phân biệt với các sinh vật đơn bào thuộc địa. Các quá trình này bao gồm, trong số những quá trình khác, cầm máu, đáp ứng miễn dịch, hình thành hình thái và biệt hóa.

Các phân tử này khác nhau về cấu trúc cũng như chức năng của chúng, được chia thành bốn nhóm: tích phân, selectin, globulin miễn dịch và cadherins.

Lịch sử

Lịch sử của cadherins rất ngắn, vì chúng được biết đến rất ít. Do đó, cadherin đầu tiên được phát hiện trong tế bào từ mô chuột vào năm 1977. Các nhà khoa học gọi phân tử này là uvomorulin.

Trong những năm 1980, nhiều phân tử cadherin khác đã được phát hiện trong các mô từ nhiều loài khác nhau. Những cadherins này được tìm thấy trong các xét nghiệm tổng hợp tế bào phụ thuộc vào canxi. Tất cả chúng thuộc cùng một nhóm phân tử được gọi là cadherins cổ điển.

Trong những năm gần đây, và nhờ những tiến bộ trong sinh học phân tử, các nhà khoa học đã tìm ra cách xác định một số lượng quan trọng khác của cadherins, một số trong đó chức năng cụ thể của chúng chưa được biết và có thể có các chức năng khác ngoài sự kết dính tế bào.

Kết cấu

Cadherins là glycoprotein, có nghĩa là, các phân tử được hình thành bởi sự liên kết của protein và carbohydrate. Chúng được tạo thành từ 700 (thường là 750) đến 900 axit amin, và có các miền chức năng khác nhau, cho phép chúng tương tác ngay từ đầu với các phân tử cadherin khác và với các ion canxi.

Các miền chức năng cũng cho phép cadherins tích hợp vào màng sinh chất, cũng như liên kết với bộ xương tế bào actin. Hầu hết chuỗi axit amin nằm ở vùng ngoại bào và thường được phân biệt thành năm vùng, được gọi là EC (EC1-EC5).

Mỗi vùng này có khoảng 100 axit amin, với một hoặc hai vị trí liên kết với canxi. Vùng xuyên màng nằm giữa phần ngoài và phần trong của tế bào và chỉ đi qua màng một lần.

Mặt khác, phần cadherins được tìm thấy bên trong tế bào rất bảo tồn và bao gồm 150 axit amin. Miền này liên kết với bộ xương actin nhờ các protein tế bào được gọi là catenin.

Các loại

Có hơn 20 loại cadherins khác nhau, được phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào các tác giả. Vì vậy, ví dụ, một số tác giả công nhận hai nhóm hoặc phân họ, trong khi những người khác nhận ra sáu. Theo nguyên tắc, cadherins có thể được chia thành:

Cadherines cổ điển hoặc loại I

Còn được gọi là cadherins truyền thống. Bao gồm trong nhóm này là các cadherin được đặt tên theo mô nơi chúng được tìm thấy lần đầu tiên, chẳng hạn như E-cadherin (biểu mô), N-cadherin (thần kinh), P-cadherin (nhau thai), L-cadherin ( gan) và R-cadherin (võng mạc). Tuy nhiên, những glycoprotein này có thể được tìm thấy trong các mô khác nhau.

Ví dụ, N-cadherin, ngoài việc hiện diện trong mô thần kinh, còn có thể nằm trong các mô của tinh hoàn, thận, gan và cơ tim.

Cadherins không điển hình hoặc loại II

Cũng được gọi là phi truyền thống hoặc phi cổ điển. Chúng bao gồm desmoglein và desmocholins, tạo thành các điểm nối ở cấp độ các desmosomes gian bào. Ngoài ra còn có các protocadherins, được đặc trưng bởi thiếu kết nối với bộ xương actin.

Tất cả các cadherins này được một số tác giả tách ra khỏi những cadherin phi truyền thống khác thành ba nhóm độc lập. Phần còn lại của các cadherin không điển hình bao gồm T-cadherin, thiếu các miền xuyên màng và tế bào chất, và một biến thể của E-cadherin, được tìm thấy bên ngoài tế bào và được gọi là Evar-cadherin.

nét đặc trưng

Chúng là các glycoprotein phụ thuộc canxi hầu như chỉ được tìm thấy trong các mô động vật. Hầu hết chúng là xuyên màng một lần; nói cách khác, chúng hiện diện trong màng tế bào, băng qua nó từ bên này sang bên kia chỉ một lần.

Cadherins chủ yếu tham gia vào sự kết hợp giữa các tế bào biểu hiện các đặc điểm kiểu hình bán giống nhau (liên kết đồng mẫu hoặc tương đồng). Các liên kết tế bào do các phân tử này tạo ra (liên kết cadherin-cadherin) bền hơn các liên kết protein-protein khác khoảng 200 lần.

Trong cadherins truyền thống, miền tế bào chất rất bảo tồn. Điều này có nghĩa là thành phần của nó tương tự nhau trong các cadherin khác nhau.

Đặc trưng

Chức năng chính của cadherins là cho phép các liên kết tế bào vĩnh viễn theo thời gian, mà chúng đóng một vai trò cơ bản trong các quá trình như phát triển phôi, hình thành, biệt hóa và duy trì cấu trúc của các mô biểu mô ở da và ruột, cũng như sự hình thành sợi trục.

Chức năng này được điều chỉnh một phần bởi đầu cuối -COOH có trong phần hoặc miền nội bào của glycoprotein. Thiết bị đầu cuối này tương tác với các phân tử được gọi là catenin, đến lượt nó tương tác với các phần tử của bộ xương tế bào.

Các chức năng khác của cadherins bao gồm tính chọn lọc (chọn tế bào khác tham gia) và truyền tín hiệu tế bào, thiết lập tính phân cực của tế bào và điều chỉnh quá trình chết theo chương trình. Cơ chế thứ hai là cơ chế chết tế bào được kiểm soát bên trong bởi cùng một sinh vật để điều chỉnh sự phát triển của nó.

Cadherins và ung thư

Sự trục trặc của cadherins có liên quan đến sự phát triển của nhiều loại ung thư. Sự cố này có thể là do sự thay đổi trong biểu hiện của cadherins và catenin, cũng như việc kích hoạt các tín hiệu ngăn không cho các tế bào tham gia.

Bằng cách phá vỡ liên kết tế bào của cadherins, điều này cho phép các tế bào khối u tăng khả năng vận động và được giải phóng, sau đó xâm nhập vào các mô lân cận thông qua các hạch bạch huyết và mạch máu.

E-Cadherina Benigma từ vú. Hình ảnh vi thể của tăng sản tiểu thùy không điển hình. Lấy và chỉnh sửa từ: Nephron.

Khi các tế bào này đến các cơ quan đích, chúng sẽ xâm nhập và tăng sinh, thu được các ký tự xâm lấn và di căn. Hầu hết các nghiên cứu về cadherin liên quan đến quá trình tăng trưởng gây ung thư đều tập trung vào E-cadherin.

Loại cadherin này có liên quan đến ung thư ruột kết, dạ dày, ung thư vú, buồng trứng và ung thư phổi. Tuy nhiên, đây không phải là cadherin duy nhất có liên quan đến ung thư. Ví dụ, N-cadherin có vai trò trong ung thư trung biểu mô màng phổi và ung thư cơ vân.

Người giới thiệu

1. Cadherin. Trên Wikipedia. Khôi phục từ en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Cơ chế và động lực của sự kết dính cadherin. Đánh giá hàng năm về Kỹ thuật Y sinh.
3. F. Nolletl, P. Kools P, & F. Van Roy (2000). Phân tích Phylogenetic của Siêu họ Cadherin cho phép Xác định Sáu Phân họ Chính bên cạnh Một số Thành viên Đơn độc. Tạp chí Sinh học Phân tử.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: một yếu tố quan trọng trong quá trình biến đổi tân sinh. Tạp chí Bằng chứng và Nghiên cứu Lâm sàng.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Cấu trúc và Chức năng của Phân tử Kết dính Tế bào. Tạp chí Y học Hoa Kỳ.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Sự kết dính và tín hiệu tế bào bằng cadherins và Ig-CAM s trong bệnh ung thư. Bản chất đánh giá ung thư.