Fibronektín je druh glykoproteín, ktorý patrí k extracelulárnej matrix. Tento typ proteínu je všeobecne zodpovedný za spojenie alebo väzbu bunkovej membrány na kolagénové vlákna, ktoré sa nachádzajú na vonkajšej strane.
Názov „fibronektín“ pochádza zo slova pozostávajúceho z dvoch latinských slov, prvé je „vlákno“, ktoré znamená vlákno alebo vlákno a druhé je „nektár“, čo znamená spojenie, spojenie, lepenie alebo viazanie.
Molekulárna štruktúra fibronektínu (Zdroj: Zamestnanci Jawahara Swaminathana a MSD v Európskom inštitúte pre bioinformatiku prostredníctvom Wikimedia Commons)
Fibronektín sa prvýkrát vizualizoval v roku 1948 ako kontaminant fibrinogénu pripravený Cohnovým studeným etanolovým frakcionačným procesom. Toto bolo identifikované ako jedinečný plazmový glykoproteín, ktorý má vlastnosti studeného nerozpustného globulínu.
Tento proteín má vysokú molekulovú hmotnosť a je spojený s rôznymi funkciami v tkanivách. Medzi ne patrí adhézia medzi bunkou a bunkou, organizácia cytoskeletu, onkogénna transformácia.
Fibronektín je distribuovaný na mnohých miestach tela prostredníctvom rozpustnej formy v krvnej plazme, mozgovomiechovom moku, synoviálnej tekutine, plodovej vode, semennej tekutine, slinách a zápalových výpotkoch.
Vedci uviedli, že plazmatické koncentrácie fibronektínu stúpajú, keď tehotné ženy trpia preeklampsiou. Toto zvýšenie koncentrácie fibronektínu bolo teda zahrnuté odborníkmi na diagnostikovanie tohto stavu.
štruktúra
Fibronektíny sú veľké glykoproteíny, ktoré majú molekulovú hmotnosť približne 440 kDa. Skladajú sa z asi 2300 aminokyselín, ktoré predstavujú 95% bielkovín, zatiaľ čo zvyšných 5% tvoria uhľohydráty.
Rôzne analýzy, ktoré sa uskutočnili na genomickej a transkriptomickej sekvencii (messengerová RNA) proteínu, naznačili, že sa skladá z troch blokov opakovaných homológnych sekvencií, každá s dĺžkou 45, 60 a 90 aminokyselín.
Tieto tri typy sekvencií tvoria viac ako 90% celkovej štruktúry fibronektínov. Homológne sekvencie typu I a II sú slučky navzájom spojené disulfidovými mostíkmi. Tieto slučky obsahujú vždy 45 a 60 aminokyselinových zvyškov.
Homológne sekvencie typu III zodpovedajú 90 aminokyselinám usporiadaným lineárne a bez disulfidových mostíkov vo vnútri. Niektoré z vnútorných aminokyselín homológnych sekvencií typu III však majú voľné sulfhydrické skupiny (RSH).
Tri homológne sekvencie sa zložia a usporiadajú do viac alebo menej lineárnej matrice za vzniku dvoch „dimérnych ramien“ takmer identických proteínových podjednotiek. Rozdiely medzi týmito dvoma podjednotkami vyplývajú z post-transkripčných maturačných udalostí.
Fibronektíny možno všeobecne vidieť dvoma spôsobmi. Otvorená forma, ktorá sa pozoruje, keď sú nanesené na povrchu membrány a že sú pripravení viazať sa s inou zložkou vonkajšej strany bunky. Tento tvar je viditeľný iba pomocou elektrónovej mikroskopie.
Druhá forma je viditeľná vo fyziologických roztokoch. Konce každého ramena alebo predĺženia sú prehnuté smerom do stredu proteínu a spájajú sa cez karboxylové konce väzbových miest pre kolagén. V tejto forme má proteín globulárny vzhľad.
Domény a vlastnosti „viac adhézie“
Multiadhézne vlastnosti fibronektínu vznikajú v dôsledku prítomnosti rôznych domén, ktoré majú vysoké hodnoty afinity pre rôzne substráty a proteíny.
"Dimérne ramená" môžu byť rozdelené do 7 rôznych funkčných domén. Tieto sú klasifikované podľa substrátu alebo domény, ku ktorej sa každý viaže. Napríklad: Doména 1 a doména 8 sú domény viažuce fibrínový proteín.
Doména 2 má väzbové vlastnosti kolagénu, doména 6 je oblasť adhézie buniek, to znamená, že umožňuje jej ukotvenie na takmer akejkoľvek membráne alebo vonkajšom povrchu buniek. Funkcie domén 3 a 5 sú dodnes neznáme.
V doméne 9 je umiestnený karboxylový koniec alebo C-terminálny koniec proteínu. Bunkové adhézne oblasti domény 6 obsahujú tripeptid pozostávajúci z aminokyselinovej sekvencie arginín-glycín-asparagín (Arg-Gly-Asp).
Tento tripeptid je zdieľaný niekoľkými proteínmi, ako je napríklad kolagén a integríny. Je to minimálna štruktúra potrebná na rozpoznanie plazmovej membrány fibronektínmi a integrínmi.
Fibronektín, pokiaľ je vo svojej globulárnej forme, predstavuje rozpustnú a voľnú formu v krvi. Avšak na bunkových povrchoch a v extracelulárnej matrici sa nachádza v „otvorenej“, tuhej a nerozpustnej forme.
Vlastnosti
Niektoré z procesov, v ktorých vyniká účasť fibronektínov, sú väzba bunka-bunka, bunková väzba, pripojenie alebo adherencia k plazme alebo bazálnym membránam, stabilizácia krvných zrazenín a hojenie rán.
Bunky priľnú k špecifickému miestu na fibronektíne prostredníctvom receptorového proteínu známeho ako „integrín“. Tento proteín prechádza plazmatickou membránou do vnútra bunky.
Zložky extracelulárnej matrice chrupavkového tkaniva (Zdroj: Kassidy Veasaw prostredníctvom Wikimedia Commons)
Extracelulárna doména integrínov sa viaže na fibronektín, zatiaľ čo intracelulárna doména integrínov je pripojená k aktínovým filamentom. Tento typ ukotvenia mu umožňuje prenášať napätie, ktoré sa vytvára v extracelulárnej matrici, na cytoskelet buniek.
Fibronektíny sa podieľajú na procese hojenia rán. Tieto sa vo svojej rozpustnej forme ukladajú na kolagénových vláknach susediacich s ranou, čo pomáha pri migrácii fagocytov, fibroblastov a proliferácii buniek v otvorenej rane.
Skutočný proces hojenia začína, keď fibroblasty „roztočia“ sieť fibronektínov. Táto sieť pôsobí ako druh lešenia alebo podpory na ukladanie nových kolagénových vlákien, heparan sulfátu, proteoglykánu, chondrotínového sultafa a ďalších zložiek extracelulárnej matrice, ktoré sú potrebné na opravu tkaniva.
Fibronektín sa tiež podieľa na pohybe epidermálnych buniek, pretože prostredníctvom granulárneho tkaniva pomáha reorganizovať bazálnu membránu ležiacu pod epidermou v tkanivách, čo pomáha keratinizácii.
Všetky fibronektíny majú základné funkcie pre všetky bunky; zúčastňujú sa na procesoch, ktoré sú rôzne, ako je migrácia a diferenciácia buniek, homeostáza, hojenie rán, fagocytóza.
Referencie
- Conde-Agudelo, A., Romero, R., & Roberts, JM (2015). Testy na predpovedanie preeklampsie. Pri Chesleyho hypertenzných poruchách v tehotenstve (s. 221-251). Academic Press.
- Farfán, J. Á. L., Tovar, HBS, de Anda, MDRG a Guevara, CG (2011). Fetálny fibronektín a dĺžka krčka maternice ako skoré prediktory predčasného pôrodu. Gynekológia a pôrodníctvo v Mexiku, 79 (06), 337-343.
- Feist, E., & Hiepe, F. (2014). Fibronektínové autoprotilátky. V autoprotilátkach (str. 327 - 331). Elsevier.
- Letourneau, P. (2009). Axonálna cesta: Väzba na extracelulárnu matricu. Encyclopedia of neuroscience, 1, 1139-1145.
- Pankov, R., & Yamada, KM (2002). Stručný prehľad fibronektínu. Journal of Cell Science, 115 (20), 3861-3863.
- Proctor, RA (1987). Fibronektín: stručný prehľad o jeho štruktúre, funkcii a fyziológii. Recenzia infekčných chorôb, 9 (dodatok_4), S317-S321.