Fibronectina este un fel de glicoproteină care aparține matricei extracelulare. Acest tip de proteine, în general, este responsabil de unirea sau legarea membranei celulare la fibrele de colagen care se găsesc la exterior.
Denumirea "fibronectină" provine de la un cuvânt format din două cuvinte latine, primul este "fibră", care înseamnă fibră sau filament, iar cel de-al doilea este "necter", ceea ce înseamnă a se conecta, lega, lipici sau lega.
Structura moleculară a fibronectinei (Sursa: Jawahar Swaminathan și personalul MSD de la Institutul European de Bioinformatică prin Wikimedia Commons)
Fibronectina a fost vizualizată prima dată în 1948 ca un contaminant al fibrinogenului preparat prin procesul de fracționare a etanolului rece a lui Cohn. Aceasta a fost identificată ca o glicoproteină plasmatică unică care posedă caracteristicile unei globuline insolubile la rece.
Această proteină are o greutate moleculară mare și a fost asociată cu o mare varietate de funcții în țesuturi. Acestea includ adeziunea dintre celulă și celulă, organizarea citoscheletului, transformarea oncogenă, printre altele.
Fibronectina este distribuită în multe locuri ale corpului prin forma solubilă în plasma de sânge, lichidul cefalorahidian, lichidul sinovial, lichidul amniotic, lichidul seminal, saliva și exudatele inflamatorii.
Cercetătorii au raportat că concentrațiile plasmatice de fibronectină cresc atunci când femeile însărcinate suferă de preeclampsie. Astfel, această creștere a concentrației de fibronectină a fost încorporată de specialiști pentru a diagnostica această afecțiune.
Structura
Fibronectinele sunt glicoproteine mari, care au o greutate moleculară de aproximativ 440 kDa. Acestea sunt formate din aproximativ 2.300 de aminoacizi, care reprezintă 95% din proteine, în timp ce ceilalți 5% sunt carbohidrați.
Diferitele analize care au fost efectuate pe secvența genomică și transcriptomică (ARN mesager) a proteinei au indicat că este compusă din trei blocuri de secvențe omoloage repetate, cu lungimi de 45, 60 și 90 de aminoacizi fiecare.
Cele trei tipuri de secvențe cuprind mai mult de 90% din structura totală a fibronectinelor. Secvențele omologe de tip I și II sunt bucle legate de punți disulfură. Aceste bucle conțin 45 și 60 reziduuri de aminoacizi fiecare, respectiv.
Secvențele omologe de tip III corespund 90 de aminoacizi aranjați în mod liniar și fără punți disulfură în interior. Cu toate acestea, unii dintre aminoacizii interni ai secvențelor omoloage de tip III au grupe sulfhidrice libere (RSH).
Cele trei secvențe omologe se pliază și se organizează într-o matrice mai mult sau mai puțin liniară pentru a forma două „brațe dimerice” din subunități proteice aproape identice. Diferențele dintre cele două subunități apar din evenimente de maturizare post-transcripțională.
Fibronectinele pot fi, în general, văzute în două moduri. O formă deschisă care se observă atunci când sunt depuse pe suprafața membranei și că sunt gata să se lege cu o altă componentă a exteriorului celulei. Această formă este văzută doar prin microscopie electronică.
Cealaltă formă poate fi văzută în soluții fiziologice. Capetele fiecărui braț sau extensie sunt pliate spre centrul proteinei, unindu-se prin capetele carboxilice ale locurilor de legare a colagenului. În această formă proteina are un aspect globular.
Domenii și proprietăți „multi-adeziune”
Proprietățile de multi-adeziune ale fibronectinei își au originea datorită prezenței diferitelor domenii care au valori de afinitate ridicate pentru diferite substraturi și proteine.
„Brațele dimerice” pot fi împărțite în 7 domenii funcționale diferite. Acestea sunt clasificate în funcție de substratul sau domeniul de care se leagă fiecare. De exemplu: Domeniul 1 și Domeniul 8 sunt domenii de legare la proteină fibrină.
Domeniul 2 are proprietăți de legare a colagenului, domeniul 6 este o regiune de aderență a celulelor, adică îi permite să se ancoreze pe aproape orice membrană sau suprafață exterioară a celulelor. Funcțiile domeniilor 3 și 5 nu sunt încă cunoscute astăzi.
În domeniul 9, este localizat capătul carboxilic sau capătul C-terminal al proteinei. Regiunile de adeziune celulară din domeniul 6 posedă tripeptida constând din secvența de aminoacizi Arginină-Glicină-Asparagină (Arg-Gly-Asp).
Această tripeptidă este împărțită de mai multe proteine, cum ar fi colagenul și integrinele. Este structura minimă necesară pentru recunoașterea membranei plasmatice de către fibronectine și integrine.
Fibronectina, când este în forma sa globulară, reprezintă o formă solubilă și liberă în sânge. Cu toate acestea, pe suprafețele celulare și în matricea extracelulară se găsește într-o formă „deschisă”, rigidă și insolubilă.
Caracteristici
Unele dintre procesele în care iese în evidență participarea fibronectinelor sunt atașarea de la celule la celule, atașarea celulelor, conexiunea sau aderența la plasmă sau membranele bazale, stabilizarea cheagurilor de sânge și vindecarea rănilor.
Celulele aderă la un anumit loc de pe fibronectină printr-o proteină receptor cunoscută sub numele de "integrină". Această proteină traversează membrana plasmatică spre interiorul celulei.
Componentele matricei extracelulare a țesutului cartilagian (Sursa: Kassidy Veasaw prin Wikimedia Commons)
Domeniul extracelular al integrinelor se leagă de fibronectină, în timp ce domeniul intracelular al integrinelor este atașat de filamentele de actină. Acest tip de ancorare îi permite să transmită tensiunea generată în matricea extracelulară citoscheletului celulelor.
Fibronectinele participă la procesul de vindecare a rănilor. Acestea, în forma lor solubilă, sunt depuse pe fibrele de colagen adiacente plăgii, contribuind la migrarea fagocitelor, fibroblastelor și proliferarii celulare în rana deschisă.
Procesul propriu-zis de vindecare începe atunci când fibroblastele „rotesc” rețeaua de fibronectină. Această rețea acționează ca un fel de eșafod sau suport pentru depunerea noilor fibre de colagen, sulfat de heparan, proteoglican, condrotină sultafo și celelalte componente ale matricei extracelulare care sunt necesare pentru repararea țesutului.
Fibronectina este de asemenea implicată în mișcarea celulelor epidermice, deoarece prin țesutul granular ajută la reorganizarea membranei subsolului care se află sub epidermă în țesuturi, ceea ce ajută la apariția keratinizării.
Toate fibronectinele au funcții esențiale pentru toate celulele; ei participă la procese la fel de diverse precum migrația și diferențierea celulelor, homeostazia, vindecarea rănilor, fagocitoza, printre altele.
Referințe
- Conde-Agudelo, A., Romero, R., & Roberts, JM (2015). Teste pentru a prezice preeclampsia. În tulburările hipertensive ale lui Chesley în sarcină (pp. 221-251). Presă academică.
- Farfán, J. Á. L., Tovar, HBS, de Anda, MDRG, & Guevara, CG (2011). Fibronectina fetală și lungimea cervicală ca predictori timpurii ai nașterii prematur. Ginecologie și Obstetrică din Mexic, 79 (06), 337-343.
- Feist, E., & Hiepe, F. (2014). Autoanticorpi cu fibronectină. În autoanticorpi (pp. 327-331). Elsevier.
- Letourneau, P. (2009). Căutare axonală: rol matricial extracelular. Enciclopedia neuroștiinței, 1, 1139-1145.
- Pankov, R., & Yamada, KM (2002). Fibronectina dintr-o privire. Journal of cell science, 115 (20), 3861-3863.
- Proctor, RA (1987). Fibronectină: o scurtă privire de ansamblu asupra structurii, funcției și fiziologiei sale. Recenzii ale bolilor infecțioase, 9 (Supliment_4), S317-S321.