fibronektín

fibronektín je glukoproteín a hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní telesných buniek pohromade alebo pri zrážaní krvi. Preberá mnoho rôznych funkcií v organizme, ktoré súvisia s jeho schopnosťou vyvinúť adhezívne sily. Štrukturálne chyby v štruktúre fibronektínu môžu viesť k závažnej slabosti spojivového tkaniva.

Čo je fibronektín?

Fibronektín je glukoproteín s molekulovou hmotnosťou 440 kDa (kilodaltonov), ktorý sa používa na rozvoj adhéznych síl medzi bunkami, medzi telesnými bunkami a rôznymi substrátmi, medzi telesnými bunkami a medzibunkovou matricou a medzi krvnými doštičkami počas zrážania krvi. Preto podporuje hojenie rán, embryogenézu, hemostázu, adhéziu buniek počas migrácie buniek alebo väzbu antigénu na fagocyty.

Primárny fibronektín obsahuje 2355 aminokyselín a tvorí 15 izoforiem. Vyskytuje sa tak v extracelulárnej oblasti, ako aj v telesných bunkách. Mimo buniek je to nerozpustný proteín a vo vnútri bunkovej plazmy je to rozpustný proteín. Všetky formy fibronektínu sú kódované rovnakým génom FN1. Rozpustný fibronektín obsahuje dva izomérne proteínové reťazce, ktoré sú spojené disulfidovým mostíkom. V prípade nerozpustného fibronektínu sú tieto molekuly opäť vzájomne spojené disulfidovými mostíkmi za vzniku štruktúry podobnej fibrilám.

Anatómia a štruktúra

V základnej štruktúre je fibronektín heterodimér tvorený dvoma tyčovitými proteínovými reťazcami, ktoré sú spojené disulfidovým mostíkom. Izomérne proteínové reťazce sú exprimované rovnakým génom, génom FN1. Rôzna sekvencia báz vyplýva z alternatívneho zostrihu tohto génu. Každý gén obsahuje exóny a intróny. Exóny sú rezy, ktoré sa prenášajú do proteínovej štruktúry. Naopak, intróny sú neaktívne génové segmenty. Pri alternatívnom zostrihu zostáva sekvencia párov báz rovnaká, ale exóny a intróny sa nachádzajú na rôznych génových segmentoch. Pri preklade genetickej informácie sa čitateľné exóny zlúčia a intróny sa vyrezajú. Tento alternatívny preklad rovnakej genetickej informácie umožňuje vytvorenie niekoľkých izomérnych proteínových reťazcov z toho istého génu.

Fibronektín, zložený z dvoch izomérnych proteínových reťazcov, je rozpustný, tvorí sa v pečeni a vstupuje do krvnej plazmy. Tam je zodpovedný za zrážanie krvi ako súčasť hojenia rán a regenerácie tkanív. Nerozpustný fibronektín je produkovaný v makrofágoch, endotelových bunkách alebo fibroblastoch. Obsahuje rovnakú základnú štruktúru. Tu sú však jednotlivé molekuly fibronektínu vzájomne spojené disulfidovými mostíkmi za vzniku fibrilárnych proteínových štruktúr, ktoré udržujú bunky pohromade.

Schopnosť vyvinúť adhezívne sily je spôsobená často sa vyskytujúcou aminokyselinovou sekvenciou arginín - glycín - aspartát. To vedie k adhézii fibronektínu na tzv. Integríny (receptory adhézie na povrchu buniek). Proteínové reťazce fibronektínu sú tvorené mnohými doménami, ktoré obsahujú 40 až 90 aminokyselín. V dôsledku homológie domén sú polypeptidové reťazce fibronektínu rozdelené do troch štruktúrnych typov I, II a III.

Funkcia a úlohy

Fibronektín všeobecne slúži na udržanie určitých štruktúrnych jednotiek pohromade. Patria sem bunky, extracelulárna matrica, určité substráty alebo dokonca krvné doštičky. Nazýval sa fibronektín Bunkové lepidlo určený. Zaisťuje, že bunky v tkanivách zostávajú spolu a neoddeľujú sa.

Hrá tiež hlavnú úlohu pri migrácii buniek. Dokonca aj dokovanie makrofágov antigénmi je sprostredkované fibronektínom. Ďalej fibronektín riadi mnoho procesov embryogenézy a diferenciácie buniek.

U malígnych nádorov je však fibronektín často redukovaný. To umožňuje nádoru rásť do tkaniva a tvoriť metastázy rozdelením nádorových buniek.

Rozpustný fibronektín v krvnej plazme umožňuje tvorbe krvných zrazenín, aby uzavreli krvácanie. Jednotlivé krvné doštičky sú zlepené spolu tvorbou fibrínu. Ako opsonín sa fibronektín viaže na povrch makrofágov ako receptory. Pomocou týchto receptorov sa makrofágy môžu viazať a inkorporovať určité častice spôsobujúce ochorenie. V extracelulárnom priestore je nerozpustný fibronektín zodpovedný za tvorbu matrice, ktorá fixuje bunky.

choroby

Deficit alebo štrukturálne abnormality vo fibronektíne majú často vážne zdravotné účinky. V dôsledku rastu rakoviny v nádore koncentrácia fibronektínu klesá. Bunková štruktúra v nádore sa uvoľní a bunky sa od seba vzdialia. To vedie k častým metastázam v dôsledku štiepenia nádorových buniek a ich migrácie cez lymfatický systém alebo krvnú plazmu do iných častí tela. Okrem toho môžu rakovinové bunky v dôsledku nedostatku fibronektínu rýchlejšie rásť do susedného tkaniva a tým ho vytlačiť.

Ďalej existujú dedičné choroby, ktoré vedú k poškodeniu spojivového tkaniva. Jedným z príkladov je Ehlers-Danlosov syndróm. Ehlers-Danlosov syndróm nie je jednotné ochorenie, ale skôr predstavuje komplex defektov spojivového tkaniva, typ X je spôsobený chýbajúcim alebo defektným fibronektínom. Je to mutácia v géne FN1. To vedie k drastickej slabosti spojivového tkaniva. Tento stav sa zdedí ako autozomálny recesívny znak. Prejavuje sa veľmi zvislou pokožkou a nadmernou pohyblivosťou kĺbov. Napriek veľkým rozdielom v príčinách slabého spojivového tkaniva sú príznaky jednotlivých chorôb tohto komplexu podobné. Podľa dánskeho dermatológa Edvarda Ehlersa a francúzskeho dermatológa Henri-Alexandre Danlosa sú hlavnými príznakmi syndrómu Ehlers-Danlos silná nadmerná natiahnuteľnosť a schopnosť rozčesávania pokožky.

Nakoniec, určitá mutácia v géne FN1 môže tiež viesť k glomerulopatii (ochorenia obličkových teliesok). Ide o závažné ochorenie obličiek, ktoré si často vyžaduje liečbu dialýzou.