thumb|350px|Interakcije strukturnih proteina na čvrstom (adherensnon) spoju na bazi kadherina. Tačan način na koji su kadherini povezani s aktinskim filamentima još uvijek se istražuje. Katenini su porodica proteina pronađenih u kompleksima sa kadherinskim ćelijskim adhezivnim molekulama životinjskih ćelija. Prva dva katenina koja su identifikovana 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). 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.

Tipovi thumb|right|280px|Slika 1. β-katenin na kontaktima između ćelije P19 i ćelija embrionskog karcinoma α-katenin β-katenin γ-katenin δ-katenin

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

Funkcija

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, poznati su kao čvrste veze i obično uključuju najmanje kadherin, β-katenin i α-katenin. Katenini imaju ulogu u ćelijskoj organizaciji i polarnosti mnogo prije razvoja i inkorporacije Wnt signalnog puta i kadherina.

Primarna mehanička uloga katenina je da poveže kadherine sa aktinskim filamentima, kao što su adhezijski spojevi epitelnih ćelija. 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, 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. 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, 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. 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. 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, 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.

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. 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.

Interakcija sa kadherinama 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. U F9-ćelijama kojima nedostaju i β-katenin i plakoglobin, vrlo malo E-kadherina i α-katenina se nakupilo na površini ćelije. 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. Miševi kojima nedostaje plakoglobin imaju defekte ćelijske adhezije u mnogim tkivima, iako β-katenin zamjenjuje plakoglobin na mnogim međućelijskim spojevima. Keratinocytes engineered to not express alpha-catenin have disrupted cell adhesion and activated NF-κB. 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.

Reference

Vanjski linkovi

Kategorija:Proteinske porodice