Fibronektin je neke vrste glikoproteina, ki pripada ekstracelularnega matriksa. Ta vrsta beljakovin je na splošno odgovorna za spajanje ali vezavo celične membrane na kolagena vlakna, ki jih najdemo na zunanji strani.
Ime "fibronektin" izvira iz besede, sestavljene iz dveh latinskih besed, prva je "vlakna", kar pomeni vlakna ali nitka, druga pa je "nekter", kar pomeni povezati, povezati, lepiti ali vezati.
Molekularna struktura fibronektina (Vir: Jawahar Swaminathan in osebje MSD na Evropskem inštitutu za bioinformatiko prek Wikimedia Commons)
Fibronektin je bil prvič predstavljen leta 1948 kot onesnaževalec fibrinogena, pripravljenega s Cohnovim postopkom frakcioniranja s hladnim etanolom. Ta je bil opredeljen kot edinstven plazemski glikoprotein, ki ima lastnosti hladno netopnega globulina.
Ta protein ima visoko molekulsko maso in je povezan z najrazličnejšimi funkcijami v tkivih. Sem spadajo adhezija med celico in celico, organizacija citoskeleta, onkogena transformacija.
Fibronektin se v topni obliki porazdeli na številna mesta v telesu v krvni plazmi, cerebrospinalni tekočini, sinovialni tekočini, amnijski tekočini, semenski tekočini, slini in vnetnih eksudatih.
Raziskovalci poročajo, da plazemske koncentracije fibronektina naraščajo, kadar nosečnice trpijo za preeklampsijo. Tako povečanje koncentracije fibronektina so strokovnjaki vključili v diagnozo tega stanja.
Struktura
Fibronektini so veliki glikoproteini, ki imajo molekulsko maso približno 440 kDa. Sestavljene so iz približno 2.300 aminokislin, ki predstavljajo 95% beljakovin, ostalih 5% pa ogljikovih hidratov.
Različne analize, ki so bile izvedene na genomskem in transkriptomskem zaporedju (messenger RNA) proteina, so pokazale, da je sestavljen iz treh blokov ponavljajočih se homolognih zaporedij, dolžine 45, 60 in 90 aminokislin.
Tri vrste sekvenc predstavljajo več kot 90% celotne strukture fibronektinov. Homologna zaporedja tipa I in II so zanke, povezane med seboj z disulfidnimi mostovi. Te zanke vsebujejo 45 in 60 aminokislinskih ostankov.
Homologne sekvence tipa III ustrezajo 90 aminokislinam, razporejenim linearno in brez disulfidnih mostov znotraj. Vendar pa imajo nekatere notranje aminokisline homolognih sekvenc tipa III proste sulfhidrične skupine (RSH).
Tri homologne sekvence se zložijo in organizirajo v bolj ali manj linearno matriko, da tvorijo dve "dimerni kraki" iz skoraj identičnih proteinskih podenot. Razlike med obema podenotama izhajajo iz post-transkripcijskega dozorevanja.
Fibronektine lahko na splošno vidimo na dva načina. Odprta oblika, ki jo opazimo, ko jih odložimo na površino membrane in da so se pripravljene vezati s kakšno drugo komponento celične zunanjosti. To obliko vidimo samo z elektronsko mikroskopijo.
Drugo obliko lahko vidimo v fizioloških raztopinah. Konci vsake roke ali podaljška so zloženi proti sredini proteina, ki se povezujejo skozi karboksilne konce krajev vezanja kolagena. V tej obliki ima beljakovina kroglast videz.
"Več-adhezivne" domene in lastnosti
Lastnosti multi-adhezije fibronektina izvirajo iz prisotnosti različnih domen, ki imajo visoke vrednosti afinitete za različne substrate in proteine.
"Dimne roke" lahko razdelimo na 7 različnih funkcionalnih področij. Ti so razvrščeni glede na podlago ali domeno, na katero se veže vsaka. Na primer: domena 1 in domena 8 sta domeni za vezavo beljakovin fibrina.
Domena 2 ima lastnosti vezave na kolagen, domena 6 pa je celično adhezivno območje, torej omogoča, da se zasidra na skoraj kateri koli membrani ali zunanji površini celic. Funkcije domen 3 in 5 so še danes neznane.
V domeni 9 se nahaja karboksilni konec ali konec C proteina. Območja celične adhezije domene 6 imajo tripeptid, sestavljen iz aminokislinskega zaporedja Arginin-Glicin-Asparagin (Arg-Gly-Asp).
Ta tripeptid deli več beljakovin, kot so kolagen in integrin. Gre za minimalno strukturo, ki je potrebna za prepoznavanje plazemske membrane s fibronektini in integini.
Fibronektin v svoji kroglični obliki predstavlja topno in brez oblike v krvi. Vendar pa se na celičnih površinah in v zunajceličnem matriksu nahaja v "odprti", togi in netopni obliki.
Lastnosti
Nekateri postopki, pri katerih izstopa udeležba fibronektinov, so vezava med celico na celico, vezava celic, povezava ali oprijemanje plazemskih ali bazalnih membran, stabilizacija krvnih strdkov in celjenje ran.
Celice se lepijo na določenem mestu fibronektina prek receptorskega proteina, znanega kot "integrin". Ta protein prehaja plazemsko membrano v notranjost celice.
Sestavni deli zunajceličnega matriksa hrustančnega tkiva (Vir: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)
Zunajcelična domena integrainov se veže na fibronektin, medtem ko je znotrajcelična domena integrinov vezana na aktinske filamente. Ta vrsta sidranja omogoča prenos napetosti, ki nastane v zunajceličnem matriksu, na citoskelet celic.
Fibronektini sodelujejo v procesu celjenja ran. Ti se v svoji topni obliki odlagajo na kolagena vlakna, ki mejijo na rano, in pomagajo migraciji fagocitov, fibroblastov in celične proliferacije v odprti rani.
Dejanski proces celjenja se začne, ko fibroblasti "zavrtijo" mrežo fibronektinov. Ta mreža deluje kot nekakšen oder ali podpora za deponiranje novih kolagenskih vlaken, heparan sulfata, proteoglikana, hondrotin sultafo in drugih sestavin zunajceličnega matriksa, ki so potrebni za obnovo tkiva.
Fibronektin sodeluje tudi pri gibanju epidermalnih celic, saj s pomočjo zrnatega tkiva pomaga pri reorganizaciji kletne membrane, ki leži pod povrhnjico v tkivih, kar pomaga, da pride do keratinizacije.
Vsi fibronektini imajo bistvene funkcije za vse celice; sodelujejo v tako raznolikih procesih, kot so celična migracija in diferenciacija, homeostaza, celjenje ran, fagocitoza.
Reference
- Conde-Agudelo, A., Romero, R., & Roberts, JM (2015). Testi za napovedovanje preeklampsije. Pri Chesleyevih hipertenzivnih motnjah v nosečnosti (str. 221-251). Akademski tisk.
- Farfán, J. Á. L., Tovar, HBS, de Anda, MDRG, & Guevara, CG (2011). Fetalni fibronektin in dolžina materničnega vratu kot zgodnji napovedovalci prezgodnjega poroda. Ginekologija in porodništvo v Mehiki, 79 (06), 337–343.
- Feist, E., & Hiepe, F. (2014). Avtoantrobe s fibronektinom. V avtoantitelih (str. 327-331). Elsevier.
- Letourneau, P. (2009). Aksonsko iskanje poti: Vloga zunajcelične matrice. Enciklopedija nevroznanosti, 1, 1139–1145.
- Pankov, R., & Yamada, KM (2002). Fibronektin na prvi pogled. Časopis za celične vede, 115 (20), 3861-3863.
- Proctor, RA (1987). Fibronektin: kratek pregled njegove strukture, delovanja in fiziologije. Ocene nalezljivih bolezni, 9 (dodatek_4), S317-S321.