כניסה 
עקבו אחרינו בפייסבוק הבדלים בין גרסאות בדף "אלפא קטינין - Alpha catenin"
| (5 גרסאות ביניים של אותו משתמש אינן מוצגות) | |||
| שורה 11: | שורה 11: | ||
|יוצר הערך=[[משתמש:בן עמי סלע|פרופ' בן-עמי סלע]] | |יוצר הערך=[[משתמש:בן עמי סלע|פרופ' בן-עמי סלע]] | ||
|אחראי הערך= | |אחראי הערך= | ||
| − | }} | + | }}בשנים |
==מטרת הבדיקה== | ==מטרת הבדיקה== | ||
| + | קביעת ריכוזי α-catenin כסיוע להבנת הספיחה הבינתאית ואפשרות נדידת התאים בעיקר בתהליכים סרטניים. | ||
==כללי== | ==כללי== | ||
| − | α-Catenin מתפקד כקשר חלבון ראשוני בין cadherins לבין השלד הציטופלזמטי אקטין (Cooper ב-Cell: A Molecular Approach משנת 2000). היה דיווח שהחלבונים הקושרים אקטין, vinculin ({{כ}}Watabe-Uchida וחב' ב-J Cell Biol משנת 1998), ו-α-actinin ({{כ}}Knudsen וחב' ב-J Cell Biol משנת 1995), יכולים לקשור alpha-catenin. הוצע ש-α-catenin אינו נקשר בזיקה גבוהה לשני הפילמנטים של אקטין ולקומפלקס E-cadherin-beta-catenin בעת ובעונה אחת (Yamada וחב' ב-Cell משנת 2005). נצפה שכאשר α-catenin אינו בקומפלקס מולקולרי עם [[β-catenin]], הוא עובר דימריזציה ומתפקד לוויסות כינוס הפילמטים של אקטין (Nicholl וחב' ב-Cell משנת 2018), כנראה על ידי התחרות עם חלבון Arp2/3 ({{כ}}Nagafuchi וחב' ב-Cell משנת 2005). עם זאת, קומפלקס חלבון המכיל cadherin, אקטין, β-catenin ו-α-catenin | + | α-Catenin מתפקד כקשר חלבון ראשוני בין cadherins לבין השלד הציטופלזמטי אקטין (Cooper ב-Cell: A Molecular Approach משנת 2000). היה דיווח שהחלבונים הקושרים אקטין, vinculin ({{כ}}Watabe-Uchida וחב' ב-J Cell Biol משנת 1998), ו-α-actinin ({{כ}}Knudsen וחב' ב-J Cell Biol משנת 1995), יכולים לקשור alpha-catenin. הוצע ש-α-catenin אינו נקשר בזיקה גבוהה לשני הפילמנטים של אקטין ולקומפלקס E-cadherin-beta-catenin בעת ובעונה אחת (Yamada וחב' ב-Cell משנת 2005). נצפה שכאשר α-catenin אינו בקומפלקס מולקולרי עם [[β-catenin]], הוא עובר דימריזציה ומתפקד לוויסות כינוס הפילמטים של אקטין (Nicholl וחב' ב-Cell משנת 2018), כנראה על ידי התחרות עם חלבון Arp2/3 ({{כ}}Nagafuchi וחב' ב-Cell משנת 2005). עם זאת, לא התגלה קומפלקס חלבון המכיל cadherin, אקטין, β-catenin ו-α-catenin. רצף חומצות האמינו של α-catenin הוא בעל דמיון לזה של vinculin. |
==סוגי α-catenin== | ==סוגי α-catenin== | ||
| שורה 21: | שורה 22: | ||
==היסטוריה== | ==היסטוריה== | ||
| − | בשנת 1980, תאי קרצינומה עובריים שימשו לתאר גליקופרוטאין בעל משקל מולקולרי של 102 קילודלטון, שהגיב באופן פוטנציאלי עם E-cadherin ועם קומפלקסים ציטו-שלדיים אחרים. מאוחר יותר הסתבר שחלבון זה היה למעשה α-catenin. הקשר הישיר של α-catenin עם מרכיבים של השלד התאי התבררו רק בעשור שלאחר מכן (Rimm וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 1995). בשנים | + | בשנת 1980, תאי קרצינומה עובריים שימשו לתאר גליקופרוטאין בעל משקל מולקולרי של 102 קילודלטון, שהגיב באופן פוטנציאלי עם E-cadherin ועם קומפלקסים ציטו-שלדיים אחרים. מאוחר יותר הסתבר שחלבון זה היה למעשה α-catenin. הקשר הישיר של α-catenin עם מרכיבים של השלד התאי התבררו רק בעשור שלאחר מכן (Rimm וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 1995). בשנים 1994–1996 הוגדרה האינטראקציה בין α-catenin לבין beta-catenin ו-plkoglobin. במקביל, משנות ה-90 המוקדמות של המאה ה-20 ועד 2010, הדיסרגולציה של α-catenin, נכרכה בסוגי סרטן שונים כגון [[סרטן השד]], [[סרטן הושט|הושט]], [[סרטן הלוע|הלוע]], [[סרטן הערמונית|הערמונית]], [[סרטן התירואיד|התירואיד]], [[סרטן הריאות|הריאות]], [[סרטן הלבלב|הלבלב]], [[סרטן שלפוחית השתן|שלפוחית השתן]] (Benjamin ו-Nelson ב-Semin Cancer Biol משנת 2008). |
==הבנת מבנה α-Catenin== | ==הבנת מבנה α-Catenin== | ||
| − | בקומפלקס cadherin-catenin, מולקולות cadherin קשורות ל-α-Catenin דרך beta-catenin ואז נקשרות לאקטין הפילמנטי (F-actin). ברמת החלבון, ל-α-catenin יש שלושה מקטעים ({{כ}}Ishiyama וחב' ב-J Biol Chem משנת 2013, Watabe-Uchida וחב' ב-J Celol Biol משנת 1998, ו-Weiss וחב' באותו כתב עת מאותה שנה.): | + | בקומפלקס cadherin-catenin, מולקולות cadherin קשורות ל-α-Catenin דרך beta-catenin ואז נקשרות לאקטין הפילמנטי (F-actin). ברמת החלבון, ל-α-catenin יש שלושה מקטעים ({{כ}}Ishiyama וחב' ב-J Biol Chem משנת 2013, Watabe-Uchida וחב' ב-J Celol Biol משנת 1998, ו-Weiss וחב' באותו כתב עת מאותה שנה.): |
#מקטע beta-catenin הנקשר לקטע ה-N-טרמינלי | #מקטע beta-catenin הנקשר לקטע ה-N-טרמינלי | ||
#מקטע אמצעי הקושר vinculin | #מקטע אמצעי הקושר vinculin | ||
| − | #מקטע C-טרמינלי הקושר F-actin | + | #מקטע C-טרמינלי הקושר F-actin |
| − | הקצה ה-C-טרמינלי של α-catenin נמצא מסוגל לקשור | + | הקצה ה-C-טרמינלי של α-catenin נמצא מסוגל לקשור F-actin או ישירות או באופן בלתי ישיר. כימות של היציבות של הקומפלקס α‐catenin/β‐catenin, הראה שקומפלקס זה יכול להיות יציב למשך מאות שניות, בתנאים פיזיולוגיים (Le וחב' ב-Angew Chem משנת 2019). עם זאת, נמצא שזרחון של הקומפלקס מפחית באופן ניכר את פרק הזמן הזה פי-10. יש גם ראיות לכך ש-α-catenin שנמצא בציטוזול עובר דימריזציה עם עצמו או נקשר ל-Beta-catenin. נתונים אלה תומכים בגישה שיש ל-α-catenin תפקידים נוספים פרט ליצירת קומפלסים בצמתי תאים (Takeichi ב-Curr Opin Cell Biol משנת 2018). השיירים 57–146 של α-catenin, יוצרים את אתר הקישור של beta-catenin, וכתוצאה מהיכולות של ההטרודימר 1:1, מחקרים מניחים שהטרודימר זה מתחרה עם ההטרודימריזציה של α-catenin ({{כ}}Pokutta וחב' ב-Biochem Soc Trans משנת 2008). |
==מודולציה של אקטין וארגון רקמתי== | ==מודולציה של אקטין וארגון רקמתי== | ||
| שורה 36: | שורה 37: | ||
[[קובץ:A-catenin1.jpg|מרכז|600px]] | [[קובץ:A-catenin1.jpg|מרכז|600px]] | ||
| − | מחקרים אחרים הראו ש-α-catenin יכול להגיב עם חלבונים קושרי אקטין רבים (α-actinin, ZO-1, afadin) כדי לעצב מחדש את מבנה הציטו-שלדי. קטנין זה נמצא גם מווסת באופן שלילי את הפולימריזציה של אקטין, מסייע להתגודדות של אקטין, משפיע על התכונות של filopodia ו-lamellipodia, ופיקוח על נדידת תאים על ידי כוחות מתיחה (Boutillon וחב' ב-Develop Cell משנת 2022, ו-Itoh וחב' ב-J Cell Biol משנת 1997). מחקר מצא שבתאים אנדותליאליים וסקולריים, האיחוי של VE-cadherin עם α-catenin מגביר את האינטראקציה שלו עם F-actin, מה שמביא למחסום אנדותליאלי חזק יותר החיוני לחסימה של תהליכים דלקתיים (Schulte וחב' ב-EMBO J משנת 2011). לאחר מכן, מחקר הראה שאפיתל החסר | + | מחקרים אחרים הראו ש-α-catenin יכול להגיב עם חלבונים קושרי אקטין רבים (α-actinin, ZO-1, afadin) כדי לעצב מחדש את מבנה הציטו-שלדי. קטנין זה נמצא גם מווסת באופן שלילי את הפולימריזציה של אקטין, מסייע להתגודדות של אקטין, משפיע על התכונות של filopodia ו-lamellipodia, ופיקוח על נדידת תאים על ידי כוחות מתיחה (Boutillon וחב' ב-Develop Cell משנת 2022, ו-Itoh וחב' ב-J Cell Biol משנת 1997). מחקר מצא שבתאים אנדותליאליים וסקולריים, האיחוי של VE-cadherin עם α-catenin מגביר את האינטראקציה שלו עם F-actin, מה שמביא למחסום אנדותליאלי חזק יותר החיוני לחסימה של תהליכים דלקתיים (Schulte וחב' ב-EMBO J משנת 2011). לאחר מכן, מחקר הראה שאפיתל החסר α-catenin, לקה בחסר של ממברנת הבסיס, מה שהוביל לחדירה דרך אפיתל זה כמו שמוצאים בקרצינומת תאי קשקש חודרניים (Kobielak וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2006). |
==נדידת תאים== | ==נדידת תאים== | ||
חלק מהמנגנונים דרכם RhoGEF על אנדוזומים מגיבים עם α-catenin לבסס קוטביות של תאים ונדידתם, פוענחו על ידי biosensors ומבחני דלדול (Vassilev וחב' ב-Dev Cell משנת 2017). חוקרים אלה תארו את הרגולציה של נדידת תאים על ידי מסלול הקשור לאנדוזומים המופעל בחלקו על ידי α-catenin. תהליך זה מתבצע על ידי הגבלת RhoA ואפנון של Myosin-IIB באתרים אלה. קבוצה אחרת מצאה על ידי החסר של N-cadherin ושל α-catenin, שניתן לפגוע במתווי הנדידה של תאי ציצית עצביים במעי עכבר בהקשר תאי בלתי תלוי (Szabo ו-Mayor ב-Curr Opin Cell Biol משנת 2016). | חלק מהמנגנונים דרכם RhoGEF על אנדוזומים מגיבים עם α-catenin לבסס קוטביות של תאים ונדידתם, פוענחו על ידי biosensors ומבחני דלדול (Vassilev וחב' ב-Dev Cell משנת 2017). חוקרים אלה תארו את הרגולציה של נדידת תאים על ידי מסלול הקשור לאנדוזומים המופעל בחלקו על ידי α-catenin. תהליך זה מתבצע על ידי הגבלת RhoA ואפנון של Myosin-IIB באתרים אלה. קבוצה אחרת מצאה על ידי החסר של N-cadherin ושל α-catenin, שניתן לפגוע במתווי הנדידה של תאי ציצית עצביים במעי עכבר בהקשר תאי בלתי תלוי (Szabo ו-Mayor ב-Curr Opin Cell Biol משנת 2016). | ||
| − | יישומים באיתות תאי | + | ==יישומים באיתות תאי== |
| − | מחקר הראה שתאים אפידרמאליים עם חסר של αE-catenin מגבירים את תגובתם לאיתות של הקולטן של אינסולין כמו גם לעליה של איתותי Ras ו-MAPK. במערכת העצבים המרכזית החסר של αE-catenin גורם להיפרפלזיה של המוח (Lien וחב' ב-Science משנת 2006). נמצא ש-αE-catenin משחק גם תפקיד במסלול ה-hippo כמדכא סרטן על ידי עיכוב של התרגום הגרעיני של YAP1 ({{כ}}Silvis וחב' ב-Sci Signal משנת 2011). חוקרים אלה מצאו שעל ידי השמט של αE-catenin בתאי אב בעור, יש הצטברות של אב-קדמון של +os SOX 9, שעובר שגשוג מוגבר בשלבים מוקדמים של קרצינומת תאי קשקש. בפנקריאס נמצא שהשמט של αE-catenin מתאים קדמונים פנקראטיים מוביל לצימות תאים מופחת, ולהפחתה בהתמיינות של תאים אנדוקריניים (Jimenez-Caliani וחב' ב-Cell Rep משנת 2017). מחקר אחר מדווח על ההצטברות של α-Catenin בגרעין בנוסף ל-beta-catenin, וכמדכא של מסלול WNT ({{כ}}Daugherty וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2014). {{כ}}α-catenin נחשב חלבון משומר בקרב אאוקריוטים. בדרוזופילה, מוטציה ב-α-catenin פוגעת ביכולת ההומולוג של | + | מחקר הראה שתאים אפידרמאליים עם חסר של αE-catenin מגבירים את תגובתם לאיתות של הקולטן של אינסולין כמו גם לעליה של איתותי Ras ו-MAPK. במערכת העצבים המרכזית החסר של αE-catenin גורם להיפרפלזיה של המוח (Lien וחב' ב-Science משנת 2006). נמצא ש-αE-catenin משחק גם תפקיד במסלול ה-hippo כמדכא סרטן על ידי עיכוב של התרגום הגרעיני של YAP1 ({{כ}}Silvis וחב' ב-Sci Signal משנת 2011). חוקרים אלה מצאו שעל ידי השמט של αE-catenin בתאי אב בעור, יש הצטברות של אב-קדמון של +os SOX 9, שעובר שגשוג מוגבר בשלבים מוקדמים של קרצינומת תאי קשקש. בפנקריאס נמצא שהשמט של αE-catenin מתאים קדמונים פנקראטיים מוביל לצימות תאים מופחת, ולהפחתה בהתמיינות של תאים אנדוקריניים (Jimenez-Caliani וחב' ב-Cell Rep משנת 2017). מחקר אחר מדווח על ההצטברות של α-Catenin בגרעין בנוסף ל-beta-catenin, וכמדכא של מסלול WNT ({{כ}}Daugherty וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2014). {{כ}}α-catenin נחשב חלבון משומר בקרב אאוקריוטים. בדרוזופילה, מוטציה ב-α-catenin פוגעת ביכולת ההומולוג של beta-catenin, הידוע כ-armadillo, להיקשר אליו, מה שגורם לדיס-רגולציה של הספיחה התאית (Orsulic ו-Peifer ב-J Cell Biol משנת 2016). בנמטודה C. elegans, הומולוגים של α-catenin, כמו גם beta-catenin ו-cadherins, נמצאו אחראיים ליצירת צמתי ספיחה (Simske וחב' ב-Nat Cell Biol משנת 2003). |
| − | משפחת ה-α-catenin כוללת ארבעה חברים: αT-catenin | + | משפחת ה-α-catenin כוללת ארבעה חברים: |
| + | # αT-catenin | ||
| + | # αN-catenin | ||
| + | # αE-catenin | ||
| + | #α-catulin | ||
| + | |||
| + | לכולם יש תפקידים חשובים בהתפתחות ובהתמיינות. לגבי α-catenin, חלק מהמבנה שלו לגבי התפקוד מגיע ממחקרים על המבנה של מקטע M שלו, ממחקרים על דימריזציה, על מקטעי הקישור של β-catenin, ועל השוואות עם מבנה vinculin. נראה ש-α-catenin הוא מרכיב מרכזי בהתכנסות של קומפלקס רב-חלבוני הקושר את הקומפלקסים E-cadherin–β-catenin ל-F-actin. ההרס של הספיחה המבוססת על cadherin חיוני בהתקדמות של סרטן אפיתליאלי באדם. רמות מופחתות של E-cadherin ושל α-catenin אופייני לסוגי סרטן רבים באדם. α-catenin מגיב עם חלבונים דוגמת Ajuba, שיכולים לקשור ספיחה ואיתות בגרעין. α-catenin נחשב חלבון ספיחה תוך-תאי לא רגולטורי, בניגוד ל-β-catenin שיש לו שני תפקידים בספיחה הבינתאית ובשליחת סיגנלים. נמצא ש-α-catenin חשוב לא רק בקישור של הקומפלקס E-cadherin–β-catenin לאקטין בשלד הציטופלזמי. אלא גם בקואורדינציה של הדינמיקה של אקטין, ובקורלציה של ספיחה תאית עם השגשוג התאי. המילה catenin לקוחה מהמילה הלטינית "שרשרת" (Ozawa וחב' ב-Embo J משנת 1989). עם יוצא הדופן של α-catenin השונה במבנהו (Scott ו-Yap משנת 2006), כל הקטנינים מכילים מקטע Armadillo מרכזי המכיל בין 9–12 החזרים (repeats) שכל אחד מהם מורכב בערך מ-40 חומצות אמינו (Choi ו-Weis ב-J Mol Biol משנת 2005). בהגדרה, אלה אינם קטנינים; כשאחת הדוגמאות היא α-importin, המסייע להביא חלבונים אל תוך הגרעין (Peifer וחב' ב-Cell משנת 1994). | ||
==הוראות לביצוע הבדיקה== | ==הוראות לביצוע הבדיקה== | ||
| + | מדידת רמת α-catenin בשיטת western blot על ידי שימוש בנוגדנים ובשיטת אימונופלואורסצנטיה: הנוגדנים בהם משתמשים הם נוגדנים רב-שבטיים ממקור ארנבת המכוונים כנגד ATG7, נוגדנים חד-שבטיים ממקור ארנבת כנגד ATG10, נוגדנים חד-שבטיים ממקור עכבר כנגד BedU, נוגדנים חד-שבטיים ממקור חולדה כנגד BrdU, ונוגדנים חד-שבטיים ממקור עכבר כנגד GAPDH. ניתן אף להשתמש בנוגדנים נוספים. | ||
| + | |||
| + | שיטת Western blot: זו שיטה לזיהוי חלבון מסוים בתערובת חלבונים על ידי הפרדתם על גבי ג'ל לפי משקל מולקולרי או לפי מטען חשמלי ומבנה מרחבי. גילוי החלבון נעשה על ידי נוגדן ייחודי לחלבון המטרה על גבי קרום ניטרוצלולוזה. לאחר סיום ההרצה הדו-מרחבית ניתן לזהות את החלבון על פני קרום הניטרוצלולוזה על ידי פוטולומינציה - כאשר הנוגדן השניוני מצומד לאנזים יש להוסיף סובסטרט מתאים (enhanced chemiluminescent או ECL) ליצירת תגובה כימית הגורמת לפליטת פוטונים. הממברנה נחשפת לסרט צילום (הסרט רגיש לאור) למשך מספר שניות עד שעה. במקום בו נמצא החלבון הנחקר נוצרים פוטונים ובעקבות זאת כתם על גבי סרט הצילום. | ||
| + | |||
| + | ==ראו גם== | ||
| + | * [[מדריך בדיקות מעבדה|חזרה לדף מדריך בדיקות מעבדה]] | ||
| + | * [[אבחון תסמנות גנטיות|בדיקות מעבדה - אבחון תסמנות גנטיות]] | ||
| + | {{שש}} | ||
| + | {{ייחוס בן עמי}} | ||
| + | |||
| + | [[קטגוריה:בדיקות מעבדה - אבחון תסמנות גנטיות]] | ||
| + | [[קטגוריה:אונקולוגיה]] | ||
גרסה אחרונה מ־18:39, 25 בינואר 2026
| מדריך בדיקות מעבדה | |
| אלפא קטינין | |
|---|---|
| Alpha catenin | |
| שמות אחרים | α-catenin |
| מעבדה | אונקולוגיה בדם |
| תחום | ספיחת תאים. |
 | |
| יוצר הערך | פרופ' בן-עמי סלע |
בשנים
מטרת הבדיקה
קביעת ריכוזי α-catenin כסיוע להבנת הספיחה הבינתאית ואפשרות נדידת התאים בעיקר בתהליכים סרטניים.
כללי
α-Catenin מתפקד כקשר חלבון ראשוני בין cadherins לבין השלד הציטופלזמטי אקטין (Cooper ב-Cell: A Molecular Approach משנת 2000). היה דיווח שהחלבונים הקושרים אקטין, vinculin (Watabe-Uchida וחב' ב-J Cell Biol משנת 1998), ו-α-actinin (Knudsen וחב' ב-J Cell Biol משנת 1995), יכולים לקשור alpha-catenin. הוצע ש-α-catenin אינו נקשר בזיקה גבוהה לשני הפילמנטים של אקטין ולקומפלקס E-cadherin-beta-catenin בעת ובעונה אחת (Yamada וחב' ב-Cell משנת 2005). נצפה שכאשר α-catenin אינו בקומפלקס מולקולרי עם β-catenin, הוא עובר דימריזציה ומתפקד לוויסות כינוס הפילמטים של אקטין (Nicholl וחב' ב-Cell משנת 2018), כנראה על ידי התחרות עם חלבון Arp2/3 (Nagafuchi וחב' ב-Cell משנת 2005). עם זאת, לא התגלה קומפלקס חלבון המכיל cadherin, אקטין, β-catenin ו-α-catenin. רצף חומצות האמינו של α-catenin הוא בעל דמיון לזה של vinculin.
סוגי α-catenin
שלושה גנים המקודדים ל-α-catenin מבוטאים באדם: CTNNA1 מקודד ל-alpha-1-catenin (הידוע גם כ-alpha-E-catenin); CTNNA2 מקודד ל-alpha-2-catenin (הידוע גם כ-alpha-N-catenin); CTNNA3 מקודד ל-alpha-3-catenin (הידוע גם כ-alpha-T-catenin).
היסטוריה
בשנת 1980, תאי קרצינומה עובריים שימשו לתאר גליקופרוטאין בעל משקל מולקולרי של 102 קילודלטון, שהגיב באופן פוטנציאלי עם E-cadherin ועם קומפלקסים ציטו-שלדיים אחרים. מאוחר יותר הסתבר שחלבון זה היה למעשה α-catenin. הקשר הישיר של α-catenin עם מרכיבים של השלד התאי התבררו רק בעשור שלאחר מכן (Rimm וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 1995). בשנים 1994–1996 הוגדרה האינטראקציה בין α-catenin לבין beta-catenin ו-plkoglobin. במקביל, משנות ה-90 המוקדמות של המאה ה-20 ועד 2010, הדיסרגולציה של α-catenin, נכרכה בסוגי סרטן שונים כגון סרטן השד, הושט, הלוע, הערמונית, התירואיד, הריאות, הלבלב, שלפוחית השתן (Benjamin ו-Nelson ב-Semin Cancer Biol משנת 2008).
הבנת מבנה α-Catenin
בקומפלקס cadherin-catenin, מולקולות cadherin קשורות ל-α-Catenin דרך beta-catenin ואז נקשרות לאקטין הפילמנטי (F-actin). ברמת החלבון, ל-α-catenin יש שלושה מקטעים (Ishiyama וחב' ב-J Biol Chem משנת 2013, Watabe-Uchida וחב' ב-J Celol Biol משנת 1998, ו-Weiss וחב' באותו כתב עת מאותה שנה.):
- מקטע beta-catenin הנקשר לקטע ה-N-טרמינלי
- מקטע אמצעי הקושר vinculin
- מקטע C-טרמינלי הקושר F-actin
הקצה ה-C-טרמינלי של α-catenin נמצא מסוגל לקשור F-actin או ישירות או באופן בלתי ישיר. כימות של היציבות של הקומפלקס α‐catenin/β‐catenin, הראה שקומפלקס זה יכול להיות יציב למשך מאות שניות, בתנאים פיזיולוגיים (Le וחב' ב-Angew Chem משנת 2019). עם זאת, נמצא שזרחון של הקומפלקס מפחית באופן ניכר את פרק הזמן הזה פי-10. יש גם ראיות לכך ש-α-catenin שנמצא בציטוזול עובר דימריזציה עם עצמו או נקשר ל-Beta-catenin. נתונים אלה תומכים בגישה שיש ל-α-catenin תפקידים נוספים פרט ליצירת קומפלסים בצמתי תאים (Takeichi ב-Curr Opin Cell Biol משנת 2018). השיירים 57–146 של α-catenin, יוצרים את אתר הקישור של beta-catenin, וכתוצאה מהיכולות של ההטרודימר 1:1, מחקרים מניחים שהטרודימר זה מתחרה עם ההטרודימריזציה של α-catenin (Pokutta וחב' ב-Biochem Soc Trans משנת 2008).
מודולציה של אקטין וארגון רקמתי
כהומודימר, α-catenin נקשר ישירות ל-F-actin (Drees וחב' ב-Cell משנת 2005).
מחקרים אחרים הראו ש-α-catenin יכול להגיב עם חלבונים קושרי אקטין רבים (α-actinin, ZO-1, afadin) כדי לעצב מחדש את מבנה הציטו-שלדי. קטנין זה נמצא גם מווסת באופן שלילי את הפולימריזציה של אקטין, מסייע להתגודדות של אקטין, משפיע על התכונות של filopodia ו-lamellipodia, ופיקוח על נדידת תאים על ידי כוחות מתיחה (Boutillon וחב' ב-Develop Cell משנת 2022, ו-Itoh וחב' ב-J Cell Biol משנת 1997). מחקר מצא שבתאים אנדותליאליים וסקולריים, האיחוי של VE-cadherin עם α-catenin מגביר את האינטראקציה שלו עם F-actin, מה שמביא למחסום אנדותליאלי חזק יותר החיוני לחסימה של תהליכים דלקתיים (Schulte וחב' ב-EMBO J משנת 2011). לאחר מכן, מחקר הראה שאפיתל החסר α-catenin, לקה בחסר של ממברנת הבסיס, מה שהוביל לחדירה דרך אפיתל זה כמו שמוצאים בקרצינומת תאי קשקש חודרניים (Kobielak וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2006).
נדידת תאים
חלק מהמנגנונים דרכם RhoGEF על אנדוזומים מגיבים עם α-catenin לבסס קוטביות של תאים ונדידתם, פוענחו על ידי biosensors ומבחני דלדול (Vassilev וחב' ב-Dev Cell משנת 2017). חוקרים אלה תארו את הרגולציה של נדידת תאים על ידי מסלול הקשור לאנדוזומים המופעל בחלקו על ידי α-catenin. תהליך זה מתבצע על ידי הגבלת RhoA ואפנון של Myosin-IIB באתרים אלה. קבוצה אחרת מצאה על ידי החסר של N-cadherin ושל α-catenin, שניתן לפגוע במתווי הנדידה של תאי ציצית עצביים במעי עכבר בהקשר תאי בלתי תלוי (Szabo ו-Mayor ב-Curr Opin Cell Biol משנת 2016).
יישומים באיתות תאי
מחקר הראה שתאים אפידרמאליים עם חסר של αE-catenin מגבירים את תגובתם לאיתות של הקולטן של אינסולין כמו גם לעליה של איתותי Ras ו-MAPK. במערכת העצבים המרכזית החסר של αE-catenin גורם להיפרפלזיה של המוח (Lien וחב' ב-Science משנת 2006). נמצא ש-αE-catenin משחק גם תפקיד במסלול ה-hippo כמדכא סרטן על ידי עיכוב של התרגום הגרעיני של YAP1 (Silvis וחב' ב-Sci Signal משנת 2011). חוקרים אלה מצאו שעל ידי השמט של αE-catenin בתאי אב בעור, יש הצטברות של אב-קדמון של +os SOX 9, שעובר שגשוג מוגבר בשלבים מוקדמים של קרצינומת תאי קשקש. בפנקריאס נמצא שהשמט של αE-catenin מתאים קדמונים פנקראטיים מוביל לצימות תאים מופחת, ולהפחתה בהתמיינות של תאים אנדוקריניים (Jimenez-Caliani וחב' ב-Cell Rep משנת 2017). מחקר אחר מדווח על ההצטברות של α-Catenin בגרעין בנוסף ל-beta-catenin, וכמדכא של מסלול WNT (Daugherty וחב' ב-Proc Natl Acad Sci U S A משנת 2014). α-catenin נחשב חלבון משומר בקרב אאוקריוטים. בדרוזופילה, מוטציה ב-α-catenin פוגעת ביכולת ההומולוג של beta-catenin, הידוע כ-armadillo, להיקשר אליו, מה שגורם לדיס-רגולציה של הספיחה התאית (Orsulic ו-Peifer ב-J Cell Biol משנת 2016). בנמטודה C. elegans, הומולוגים של α-catenin, כמו גם beta-catenin ו-cadherins, נמצאו אחראיים ליצירת צמתי ספיחה (Simske וחב' ב-Nat Cell Biol משנת 2003).
משפחת ה-α-catenin כוללת ארבעה חברים:
- αT-catenin
- αN-catenin
- αE-catenin
- α-catulin
לכולם יש תפקידים חשובים בהתפתחות ובהתמיינות. לגבי α-catenin, חלק מהמבנה שלו לגבי התפקוד מגיע ממחקרים על המבנה של מקטע M שלו, ממחקרים על דימריזציה, על מקטעי הקישור של β-catenin, ועל השוואות עם מבנה vinculin. נראה ש-α-catenin הוא מרכיב מרכזי בהתכנסות של קומפלקס רב-חלבוני הקושר את הקומפלקסים E-cadherin–β-catenin ל-F-actin. ההרס של הספיחה המבוססת על cadherin חיוני בהתקדמות של סרטן אפיתליאלי באדם. רמות מופחתות של E-cadherin ושל α-catenin אופייני לסוגי סרטן רבים באדם. α-catenin מגיב עם חלבונים דוגמת Ajuba, שיכולים לקשור ספיחה ואיתות בגרעין. α-catenin נחשב חלבון ספיחה תוך-תאי לא רגולטורי, בניגוד ל-β-catenin שיש לו שני תפקידים בספיחה הבינתאית ובשליחת סיגנלים. נמצא ש-α-catenin חשוב לא רק בקישור של הקומפלקס E-cadherin–β-catenin לאקטין בשלד הציטופלזמי. אלא גם בקואורדינציה של הדינמיקה של אקטין, ובקורלציה של ספיחה תאית עם השגשוג התאי. המילה catenin לקוחה מהמילה הלטינית "שרשרת" (Ozawa וחב' ב-Embo J משנת 1989). עם יוצא הדופן של α-catenin השונה במבנהו (Scott ו-Yap משנת 2006), כל הקטנינים מכילים מקטע Armadillo מרכזי המכיל בין 9–12 החזרים (repeats) שכל אחד מהם מורכב בערך מ-40 חומצות אמינו (Choi ו-Weis ב-J Mol Biol משנת 2005). בהגדרה, אלה אינם קטנינים; כשאחת הדוגמאות היא α-importin, המסייע להביא חלבונים אל תוך הגרעין (Peifer וחב' ב-Cell משנת 1994).
הוראות לביצוע הבדיקה
מדידת רמת α-catenin בשיטת western blot על ידי שימוש בנוגדנים ובשיטת אימונופלואורסצנטיה: הנוגדנים בהם משתמשים הם נוגדנים רב-שבטיים ממקור ארנבת המכוונים כנגד ATG7, נוגדנים חד-שבטיים ממקור ארנבת כנגד ATG10, נוגדנים חד-שבטיים ממקור עכבר כנגד BedU, נוגדנים חד-שבטיים ממקור חולדה כנגד BrdU, ונוגדנים חד-שבטיים ממקור עכבר כנגד GAPDH. ניתן אף להשתמש בנוגדנים נוספים.
שיטת Western blot: זו שיטה לזיהוי חלבון מסוים בתערובת חלבונים על ידי הפרדתם על גבי ג'ל לפי משקל מולקולרי או לפי מטען חשמלי ומבנה מרחבי. גילוי החלבון נעשה על ידי נוגדן ייחודי לחלבון המטרה על גבי קרום ניטרוצלולוזה. לאחר סיום ההרצה הדו-מרחבית ניתן לזהות את החלבון על פני קרום הניטרוצלולוזה על ידי פוטולומינציה - כאשר הנוגדן השניוני מצומד לאנזים יש להוסיף סובסטרט מתאים (enhanced chemiluminescent או ECL) ליצירת תגובה כימית הגורמת לפליטת פוטונים. הממברנה נחשפת לסרט צילום (הסרט רגיש לאור) למשך מספר שניות עד שעה. במקום בו נמצא החלבון הנחקר נוצרים פוטונים ובעקבות זאת כתם על גבי סרט הצילום.
ראו גם
המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-שומר;
החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב (יוצר הערך)