Caderinas: estrutura, características e funções

As caderinas são cálcio – glicoproteinas dependentes e responsável por manter a ligação entre células que mantêm a integridade dos tecidos em animais transmembranar. Existem mais de 20 tipos diferentes de caderinas, todas com cerca de 750 aminoácidos e específicas para diferentes tipos de células.

As junções celulares obtidas pelas caderinas são estáveis ​​ao longo do tempo. Portanto, essas moléculas desempenham um papel importante no desenvolvimento da forma do corpo durante o desenvolvimento embrionário (morfogênese), bem como na manutenção da estrutura do tecido, tanto no estágio embrionário quanto na vida adulta.

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Representação molecular da proteína 1suh, E-caderina (epitelial). Retirado e editado de: Jawahar Swaminathan e equipe de MSD do Instituto Europeu de Bioinformática [Domínio público].

O mau funcionamento das caderinas está associado ao desenvolvimento de diferentes tipos de câncer. A deficiência de adesão celular através das caderinas é uma das causas do aumento da motilidade das células tumorais.

Moléculas de adesão celular

Nos organismos multicelulares, as células devem se unir para participar de uma ampla variedade de processos biológicos que mantêm sua integridade, diferenciando-se dos organismos unicelulares coloniais. Esses processos incluem, entre outros, hemostasia, resposta imune, morfogênese e diferenciação.

Essas moléculas diferem em sua estrutura, bem como em sua função, em quatro grupos: integrinas, seletinas, imunoglobulinas e caderinas.

História

A história das caderinas é muito curta, pois elas se conheceram muito recentemente. Assim, a primeira caderina foi descoberta nas células dos tecidos de camundongos, em 1977. Os cientistas chamaram essa molécula de uvomorulina.

Nos anos 80, a descoberta de muitas outras moléculas de caderina em tecidos de várias espécies foi alcançada. Essas caderinas foram encontradas em ensaios de agregações celulares dependentes de cálcio. Todos eles pertenciam ao mesmo grupo de moléculas chamadas caderinas clássicas.

Nos últimos anos, e graças aos avanços da biologia molecular, os cientistas conseguiram identificar outro número importante de caderinas, algumas das quais sua função específica é desconhecida e que poderiam ter outras funções além da adesão celular.

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Estrutura

As caderinas são glicoproteínas, isto é, moléculas formadas pela associação de uma proteína e um carboidrato. Eles são compostos de 700 (geralmente 750) e 900 aminoácidos e têm diferentes domínios funcionais, que permitem interagir com outras moléculas de caderina e íons cálcio em primeiro lugar.

Os domínios funcionais também permitem que as caderinas se integrem à membrana plasmática, bem como se associem ao citoesqueleto de actina. A maior parte da cadeia de aminoácidos está localizada na região extracelular e normalmente difere em cinco domínios, chamados EC (EC1 – EC5).

Cada um desses domínios possui aproximadamente 100 aminoácidos, com um ou dois locais de ligação ao cálcio. A região transmembranar fica entre a parte externa e interna da célula e atravessa a membrana apenas uma vez.

Por outro lado, a porção de caderinas no interior da célula é altamente conservadora e consiste em 150 aminoácidos. Esse domínio se liga ao citoesqueleto da actina através de proteínas citosólicas chamadas cateninas.

Tipos

Existem mais de 20 tipos diferentes de caderinas, que são classificadas de maneiras diferentes, dependendo dos autores. Assim, por exemplo, alguns autores reconhecem dois grupos ou subfamílias, enquanto outros reconhecem seis. De acordo com o primeiro, as caderinas podem ser divididas em:

Caderinas clássicas ou tipo I

Também chamado de caderinas tradicionais. Esse grupo inclui as caderinas chamadas de acordo com o tecido em que foram encontradas pela primeira vez, como E-caderina (epitelial), N-caderina (neural), P-caderina (placentária), L-caderina ( fígado) e R-caderina (retina). No entanto, essas glicoproteínas podem ser encontradas em diferentes tecidos.

Por exemplo, a N-caderina, além de estar presente no tecido neural, também pode ser localizada nos tecidos dos testículos, rim, fígado e músculo cardíaco.

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Caderinas atípicas ou tipo II

Também chamado de não tradicional ou não clássico. Eles incluem desmogleínas e desmocolinas, que formam uniões no nível dos desmossomos intercelulares. Também existem protocaderinas, caracterizadas pela falta de conexões com o citoesqueleto da actínia.

Todas essas caderinas são separadas de outras não tradicionais, por alguns autores, em três grupos independentes. O restante das caderinas atípicas inclui as caderinas T, que não possuem domínios transmembranar e citoplasmático e uma variante da caderina E, que está fora da célula e é chamada Evar-caderina.

Caracteristicas

São glicoproteínas dependentes de cálcio que são encontradas quase exclusivamente em tecidos de animais. A maioria deles é transmembrana de passagem única; isto é, eles estão presentes na membrana celular, cruzando-a de um lado para o outro apenas uma vez.

As caderinas participam principalmente da união entre células que possuem características semi-fenotípicas (ligações homotípicas ou homofílicas). As junções celulares alcançadas por essas moléculas (ligações caderina-caderina) são cerca de 200 vezes mais fortes que outras junções proteína-proteína.

Nas caderinas tradicionais, o domínio citoplasmático é altamente conservador. Isso significa que sua composição é semelhante em diferentes caderinas.

Funções

A principal função das caderinas é permitir uniões celulares permanentes ao longo do tempo, para que elas desempenhem papel fundamental em processos como desenvolvimento embrionário, morfogênese, diferenciação e manutenção estrutural dos tecidos epiteliais da pele e intestino, bem como formação de axônios

Essa função é regulada em parte pelo terminal -COOH presente na porção intracelular ou no domínio da glicoproteína. Este terminal interage com moléculas chamadas cateninas, que por sua vez interagem com os elementos do citoesqueleto das células.

Outras funções das caderinas incluem seletividade (escolha de qual outra célula se unir) e sinalização celular, estabelecimento da polaridade celular e regulação da apoptose. Este último é um mecanismo de morte celular controlado internamente pelo mesmo organismo para regular seu desenvolvimento.

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Caderinas e câncer

O mau funcionamento das caderinas está envolvido no desenvolvimento de vários tipos de câncer. Esse mau funcionamento pode ser devido a alterações na expressão de caderinas e cateninas, bem como à ativação de sinais que impedem a ligação das células.

Quando a junção celular das caderinas falha, isso permite que as células tumorais aumentem sua motilidade e sejam liberadas, e então invadam os tecidos adjacentes através dos linfonodos e vasos sanguíneos.

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E-Cadherina Benigma mama. Micrografia de uma hiperplasia lobular atípica. Tirada e editada em: Nephron [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Quando essas células atingem os órgãos brancos, elas invadem e proliferam, obtendo caracteres invasivos e metastáticos. A maioria dos trabalhos que vincularam as caderinas aos processos de crescimento cancerígeno se concentrou na E-caderina.

Esse tipo de caderina está envolvido no câncer de cólon, estômago, mama, ovários e pulmão, entre outros. Esta, no entanto, não é a única caderina relacionada ao câncer. A N-caderina, por exemplo, desempenha um papel nos mesoteliomas pleurais e rabdomiossarcomas.

Referências

  1. Cadherin Na Wikipedia Recuperado de en.wikipedia.org
  2. D. Leckband e A. Prakasam (2006). Mecanismo e dinâmica de adesão à caderina. Revisão Anual de Engenharia Biomédica.
  3. F. Nolletl, P. Kools P e F. Van Roy (2000). A análise filogenética da superfamília de Cadherin permite a identificação de seis subfamílias principais ao lado de vários membros solitários. Jornal de Biologia Molecular.
  4. J. Günther e E. Pedernera-Astegiano (2011). E-caderina: peça chave na transformação neoplásica. Jornal de Evidência e Pesquisa Clínica.
  5. L. Petruzzelli, M. Takami e D. Humes (1999). Estrutura e Função das Moléculas de Adesão Celular. American Journal of Medicine
  6. U. Cavallaro e G. Christofori (2004). Adesão e sinalização celular por caderinas e Ig-CAM s no câncer. Nature Reviews Cancer.

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