Wikipedia

Katenin

Razlikovati: Katanin.

Katenini su porodica proteina pronađenih u kompleksima sa kadherinskim ćelijskim adhezivnim molekulama životinjskih ćelija. Prva dva katenina koja su identifikovana [2] postli su poznati kao α-katenin i β-katenin. α-katenin može se vezati za β-katenin, a može i vezati filamentni aktin (F-aktin).[3] β-Katenin se direktno vezuje za citoplazmatski rep klasičnih kadherina. Identifikovani su dodatni katenini kao što su γ-katenin i δ-katenin. Naziv "katenin" je prvobitno odabran (latinski catena znači lanac) jer se sumnjalo da bi katenini mogli povezati kadherine sa citoskeletom.[4]

Interakcije strukturnih proteina na čvrstom (adherensnon) spoju na bazi kadherina. Tačan način na koji su kadherini povezani s aktinskim filamentima još uvijek se istražuje.[1]

Tipovi

uredi
 
Slika 1. β-katenin na kontaktima između ćelije P19 i ćelija embrionskog karcinoma

Svi osim α-katenina sadrže armadilo ponavljanja. Pokazuju visok stepen dinamike proteina, sami ili u kompleksu.[5]

Funkcija

uredi

Nekoliko tipova katenina radi s N-kadherinima kako bi igmali važnu ulogu u učenju i pamćenju.

Ćelijski adhezijski kompleksi su potrebni za jednoslojne epitele u višim organizmima za održavanje strukture, funkcije i polarnosti. Ovi kompleksi, koji pomažu u regulaciji ćelijskog rasta, uz stvaranje i održavanje epitelnih slojeva,[6] poznati su kao čvrste veze i obično uključuju najmanje kadherin, β-katenin i α-katenin.[7] Katenini imaju ulogu u ćelijskoj organizaciji i polarnosti mnogo prije razvoja i inkorporacije Wnt signalnog puta i kadherina.[7][8]

Primarna mehanička uloga katenina je da poveže kadherine sa aktinskim filamentima, kao što su adhezijski spojevi epitelnih ćelija.[9] Većina studija koje istražuju djelovanje katenina fokusirale su se na α-katenin i β-katenin. Beta-katenin je posebno zanimljiv jer ima dvostruku ulogu u ćeliji. Prije svega, vezivanjem za unutarćelijskee citoplazmatske repne domene kadherinskog receptora,[10] može djelovati kao integralna komponenta proteinskog kompleksa u adherensnim spojevima koji pomaže ćelijama u održavanju epitelnih slojeva. Djeluje tako što pričvršćuje aktinski citoskelet na spojeve i može pomoći u signaliziranju kontaktne inhibicije unutar ćelije.[6][11] Naprimjer, kada je epitelni sloj gotov i adherenski spojevi ukazuju na to da je ćelija okružena, β-katenin može imati ulogu u signaliziranju ćeliji da prestane s proliferacijom, jer u tom području nema mjesta za više ćelija. Drugo, β-katenin učestvuje u Wnt-signalnom putu, kao nizvodni cilj. Dok je put vrlo detaljan i nije u potpunosti shvaćen,[12] općenito, kada Wnt signal nije prisutan, GSK-3B (član puta) je u stanju da fosforilira β-katenin kao rezultat formiranja kompleksa koji uključuje β-katenin, AXIN1, AXIN2 , APC (proizvod gena za supresor tumora), CSNK1A1 i GSK3B. Prateći fosforilacije, N-terminalni Ser i Thr ostataka β-katenina, BTRC promovira ubikvitinaciju, što uzrokuje njegovu degradaciju putem TrCP/SKP kompleksa.[6][11] S druge strane, kada je Wnt signal prisutan, GSK-3B se istiskuje iz prethodno spomenutog kompleksa, uzrokujući da β-katenin ne bude fosforiliran, a samim tim ni ubikvitiniran. Kao rezultat toga, njegovi nivoi u ćeliji stabilizuju se, dok se nakuplja u citoplazmi. Na kraju, dio ovog akumuliranog β-katenina će se preseliti u jedro uz pomoć Rac1.[11] Tada, β-katenin postaje koaktivator za TCF i LEF da aktiviraju Wnt gene zamjenom Grouchoa i HDAC represora transkripcije. Ovi genski proizvodi su važni u određivanju sudbine ćelija tokom normalnog razvoja i u održavanju homeostaze,[13] ili mogu dovesti do dereguliranog rasta kod poremećaja kao što je rak, reagirajući na mutacije β-katenina, APC ili aksina, od kojih svaka može dovesti do ove deregulirane stabilizacije nivoa β-katenina u ćelijama.[11]

Iako je manje pažnje usmjereno na α-katenin u studijama koje uključuju ćelijsku adheziju, on je ipak važan u ćelijskoj organizaciji, funkciji i rastu. α-katenin učestvuje u formiranju i stabilizaciji adherenskih spojeva vezivanjem za komplekse β-katenin-kadherin u ćeliji.[10] Tačni mehanizmi pomoću kojih α-katenin deluje u čvrstim spojevima je još uvek nejasan; međutim, vjerovatno je da α-katenin djeluje zajedno s vinkulinom da se veže za aktin i pomaže u stabilizaciji spojeva.[10]

Interakcija sa kadherinama

uredi

F9 ćelije embrionskog karcinoma slične su P19-ćelijama prikazanim na slici 1 i normalno imaju adheziju između ćelija posredovanu E-kadherinom sa β-kateninom vezanim za citoplazmatski domen E-kadherina . F9-ćelije su genetički modificirane da nemaju β-katenin, što je rezultiralo povećanom povezanosti plakoglobina sa E-kadherinom.[14] U F9-ćelijama kojima nedostaju i β-katenin i plakoglobin, vrlo malo E-kadherina i α-katenina se nakupilo na površini ćelije.[14] Miševi kojima nedostaje β-katenin imaju defektne embrije. Miševi dizajnirani da imaju vaskularne endotelne ćelije s nedostatkom β-katenina pokazali su poremećenu adheziju između vaskularnih endotelnih ćelija.[15] Miševi kojima nedostaje plakoglobin imaju defekte ćelijske adhezije u mnogim tkivima, iako β-katenin zamjenjuje plakoglobin na mnogim međućelijskim spojevima.[16] Keratinocytes engineered to not express alpha-catenin have disrupted cell adhesion[17] and activated NF-κB.[18] Ćelijska linija tumora sa defektnim δ-kateninom, niskim nivoom E-kadherina i slabom adhezijom ćelije na ćeliju mogla bi se vratiti u normalnu epitelnu morfologiju i povećane nivoe E-kadherina ekspresijom normalnih nivoa funkcionalnog δ-katenina.[17]

Reference

uredi
  1. ^ Weis WI, Nelson WJ (novembar 2006). "Re-solving the cadherin-catenin-actin conundrum". J. Biol. Chem. 281 (47): 35593–7. doi:10.1074/jbc.R600027200. PMC 3368706. PMID 17005550.
  2. ^ Peyriéras N, Louvard D, Jacob F (decembar 1985). "Characterization of antigens recognized by monoclonal and polyclonal antibodies directed against uvomorulin". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82 (23): 8067–71. Bibcode:1985PNAS...82.8067P. doi:10.1073/pnas.82.23.8067. PMC 391443. PMID 2415979.
  3. ^ Buckley, Craig D.; Tan, Jiongyi; Anderson, Karen L.; Hanein, Dorit; Volkmann, Niels; Weis, William I.; Nelson, W. James; Dunn, Alexander R. (31. 10. 2014). "Cell adhesion. The minimal cadherin-catenin complex binds to actin filaments under force". Science. 346 (6209): 1254211. doi:10.1126/science.1254211. ISSN 1095-9203. PMC 4364042. PMID 25359979.
  4. ^ Ozawa M, Baribault H, Kemler R (juni 1989). "The cytoplasmic domain of the cell adhesion molecule uvomorulin associates with three independent proteins structurally related in different species". EMBO J. 8 (6): 1711–7. doi:10.1002/j.1460-2075.1989.tb03563.x. PMC 401013. PMID 2788574.
  5. ^ Bush M, Alhanshali BM, Qian S, Stanley C, Heller W, Matsui T, Weiss T, Nicholl ID, Walz T, Callaway DJ, Bu Z (22. 10. 2019). "An ensemble of flexible conformations underlies mechanotransduction by the cadherin-catenin adhesion complex". Proc Natl Acad Sci USA. 116 (43): 21545–21555. doi:10.1073/pnas.1911489116. PMC 6815173. PMID 31591245.
  6. ^ a b c "β-Catenin". Sino Biological Inc.: Biological Solution Specialist.
  7. ^ a b Reynolds AB (juni 2011). "Epithelial organization: new perspective on α-catenin from an ancient source". Curr. Biol. 21 (11): R430–2. doi:10.1016/j.cub.2011.04.043. PMID 21640901. S2CID 15305738.
  8. ^ Dickinson DJ, Nelson WJ, Weis WI (mart 2011). "A polarized epithelium organized by β- and α-catenin predates cadherin and metazoan origins". Science. 331 (6022): 1336–9. Bibcode:2011Sci...331.1336D. doi:10.1126/science.1199633. PMC 3152298. PMID 21393547.
  9. ^ Hirohashi S, Kanai Y (juli 2003). "Cell adhesion system and human cancer morphogenesis". Cancer Sci. 94 (7): 575–81. doi:10.1111/j.1349-7006.2003.tb01485.x. PMID 12841864. S2CID 22154824.
  10. ^ a b c Rangarajan ES, Izard T (april 2012). "α-Catenin unfurls upon binding to vinculin". J Biol Chem. 287 (22): 18492–9. doi:10.1074/jbc.M112.351023. PMC 3365723. PMID 22493458.
  11. ^ a b c d "Wnt/β-catenin Signaling". Cell Signaling Technology. novembar 2010.
  12. ^ Mosimann C, Hausmann G, Basler K (april 2009). "β-catenin hits chromatin: regulation of Wnt target gene activation". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 10 (4): 276–86. doi:10.1038/nrm2654. PMID 19305417. S2CID 7602580.
  13. ^ MacDonald BT, Tamai K, He X (juli 2009). "Wnt/β-catenin signaling: components, mechanisms, and diseases". Dev. Cell. 17 (1): 9–26. doi:10.1016/j.devcel.2009.06.016. PMC 2861485. PMID 19619488.
  14. ^ a b Fukunaga Y, Liu H, Shimizu M, Komiya S, Kawasuji M, Nagafuchi A (2005). "Defining the roles of β-catenin and plakoglobin in cell-cell adhesion: isolation of β-catenin/plakoglobin-deficient F9 cells". Cell Struct. Funct. 30 (2): 25–34. doi:10.1247/csf.30.25. PMID 16357441.
  15. ^ Cattelino A, Liebner S, Gallini R, Zanetti A, Balconi G, Corsi A, Bianco P, Wolburg H, Moore R, Oreda B, Kemler R, Dejana E (septembar 2003). "The conditional inactivation of the β-catenin gene in endothelial cells causes a defective vascular pattern and increased vascular fragility". J. Cell Biol. 162 (6): 1111–22. doi:10.1083/jcb.200212157. PMC 2172846. PMID 12975353.
  16. ^ Bierkamp C, Schwarz H, Huber O, Kemler R (januar 1999). "Desmosomal localization of β-catenin in the skin of plakoglobin null-mutant mice". Development. 126 (2): 371–81. doi:10.1242/dev.126.2.371. PMID 9847250.
  17. ^ a b Vasioukhin V, Bauer C, Degenstein L, Wise B, Fuchs E (februar 2001). "Hyperproliferation and defects in epithelial polarity upon conditional ablation of alpha-catenin in skin". Cell. 104 (4): 605–17. doi:10.1016/S0092-8674(01)00246-X. PMID 11239416. S2CID 6029663.
  18. ^ Kobielak A, Fuchs E (februar 2006). "Links between alpha-catenin, NF-kappaB, and squamous cell carcinoma in skin". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (7): 2322–7. Bibcode:2006PNAS..103.2322K. doi:10.1073/pnas.0510422103. PMC 1413714. PMID 16452166.

Vanjski linkovi

uredi


Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Katenin&oldid=3388732"