Fibronektīns

Fibronektīns ir glikoproteīns un tam ir svarīga loma ķermeņa šūnu uzturēšanā vai asins recēšanu. Tas organismā veic daudzas dažādas funkcijas, kas ir saistītas ar tā spēju attīstīt adhēzijas spēkus. Strukturālās kļūdas fibronektīna struktūrā var izraisīt nopietnu saistaudu vājumu.

Kas ir fibronektīns?

Fibronektīns ir glikoproteīns ar molekulmasu 440 kDa (kilodaltonos). To izmanto, lai attīstītu lipīgus spēkus starp šūnām, starp ķermeņa šūnām un dažādiem substrātiem, starp ķermeņa šūnām un starpšūnu matricu, kā arī starp asins trombocītiem asins recēšanas laikā. Tāpēc tas atbalsta brūču dzīšanu, embrioģenēzi, hemostāzi, šūnu adhēziju šūnu migrācijas laikā vai antigēna saistīšanos ar fagocītiem.

Primārais fibronektīns satur 2355 aminoskābes un veido 15 izoformas. Tas notiek gan ārpusšūnu apgabalā, gan ķermeņa šūnās. Ārpus šūnām tas ir nešķīstošs proteīns, bet šūnas plazmā - šķīstošs proteīns. Visas fibronektīna formas kodē tas pats FN1 gēns. Šķīstošais fibronektīns satur divas izomēru olbaltumvielu ķēdes, kuras savieno disulfīdu tilts. Nešķīstoša fibronektīna gadījumā šīs molekulas atkal ir savienotas viena ar otru, izmantojot disulfīdu tiltus, veidojot fibriliem līdzīgu struktūru.

Anatomija un struktūra

Pamata struktūrā fibronektīns ir heterodimērs, kas sastāv no divām stieņiem līdzīgām olbaltumvielu ķēdēm, kuras ir savienotas ar disulfīdu tiltu. Izomēru olbaltumvielu ķēdes izsaka viens un tas pats gēns - FN1 gēns. Atšķirīgā bāzes secība rodas no šī gēna alternatīvas splicēšanas. Katrā gēnā ir eksoni un introni. Exons ir sadaļas, kuras tiek tulkotas olbaltumvielu struktūrā. Turpretī introni ir neaktīvi gēnu segmenti. Ar alternatīvu splicēšanu bāzes pāru secība paliek nemainīga, bet eksoni un introni ir atrodami dažādos gēnu segmentos. Tulkojot ģenētisko informāciju, salasāmie eksoni tiek apvienoti un introni tiek izgriezti. Šī alternatīvā vienas un tās pašas ģenētiskās informācijas tulkošana ļauj no viena gēna veidot vairākas izomēru olbaltumvielu ķēdes.

Fibronektīns, kas sastāv no divām izomēru olbaltumvielu ķēdēm, šķīst, veidojas aknās un nonāk asins plazmā. Tur tā ir atbildīga par asiņu sarecēšanu kā daļu no brūču sadzīšanas un audu reģenerācijas. Nešķīstošo fibronektīnu ražo makrofāgos, endotēlija šūnās vai fibroblastos. Tajā ir tāda pati pamata struktūra. Tomēr šeit atsevišķās fibronektīna molekulas savukārt ir savienotas viena ar otru ar disulfīdu tiltiem, veidojot fibrillāru olbaltumvielu struktūras, kas šūnas tur kopā.

Spēja attīstīt līmējošos spēkus ir saistīta ar bieži sastopamo aminoskābju secību arginīnu - glicīnu - aspartātu. Tas noved pie fibronektīna adhēzijas ar tā sauktajiem integrīniem (adhēzijas receptoriem uz šūnu virsmas). Fibronektīna olbaltumvielu ķēdes sastāv no daudziem domēniem, kas satur no 40 līdz 90 aminoskābēm. Sakarā ar domēnu homoloģiju, fibronektīna polipeptīdu ķēdes tiek sadalītas trīs strukturālos tipos I, II un III.

Funkcija un uzdevumi

Fibronektīns parasti kalpo noteiktu struktūras vienību turēšanai kopā. Tie ietver šūnas, ārpusšūnu matricu, noteiktus substrātus vai pat asins trombocītus. Fibronektīns agrāk sauca Šūnu līme izraudzīts. Tas nodrošina, ka šūnas audos paliek kopā un nenozūd.

Tam ir arī liela loma šūnu migrācijā. Pat makrofāgu pievienošana antigēniem ir fibronektīna starpniecība. Turklāt fibronektīns kontrolē daudzus embrioģenēzes un šūnu diferenciācijas procesus.

Tomēr ļaundabīgos audzējos fibronektīns bieži tiek samazināts. Tas ļauj audzējam izaugt audos un veidot metastāzes, sadalot audzēja šūnas.

Asins plazmā šķīstošais fibronektīns ļauj veidot asins recekļus, lai aizvērtu asiņojošas brūces. Atsevišķās asins trombocīti tiek salīmēti, veidojot fibrīnu. Kā oponsīns, fibronektīns saistās ar makrofāgu virsmu kā receptori. Ar šo receptoru palīdzību makrofāgi var saistīties un iekļaut noteiktas slimības izraisošas daļiņas. Āršūnu telpā nešķīstošs fibronektīns ir atbildīgs par matricas veidošanos, kas fiksē šūnas.

Slimības

Fibronektīna deficīts vai struktūras anomālijas bieži nopietni ietekmē veselību. Vēža augšanas rezultātā audzējā fibronektīna koncentrācija pazeminās. Šūnu struktūra audzējā atslābst, un šūnas pārvietojas viena no otras. Tas noved pie biežām metastāzēm, kas saistītas ar audzēja šūnu sadalīšanos un migrēšanu caur limfātisko sistēmu vai asins plazmu uz citām ķermeņa daļām. Turklāt fibronektīna trūkuma dēļ vēža šūnas var ātrāk ieaugt kaimiņu audos un tādējādi tos izspiest.

Turklāt pastāv iedzimtas slimības, kas izraisa saistaudu defektu. Viens piemērs ir Ehlers-Danlos sindroms. Ehlera-Danlosa sindroms nav vienveidīga slimība, bet drīzāk atspoguļo saistaudu defektu kompleksu.X tipu izraisa trūkstošs vai nepilnīgs fibronektīns. Tā ir FN1 gēna mutācija. Tas noved pie krasa saistaudu vājuma. Stāvoklis tiek mantots kā autosomāli recesīva īpašība. Tas izpaužas kā ļoti sagging āda un locītavu kustīgums. Neskatoties uz lielajām atšķirībām vājo saistaudu cēloņos, šī kompleksa atsevišķo slimību simptomi ir līdzīgi. Pēc dāņu dermatologa Edvarda Ehlera un franču dermatologa Henri-Alexandre Danlos teiktā, Ehlers-Danlos sindroma kardinālie simptomi ir spēcīga ādas pārmērīga elastība un savelkamība.

Visbeidzot, noteikta mutācija FN1 gēnā var izraisīt arī glomerulopātiju (nieru asinsvadu slimības). Šī ir nopietna nieru slimība, kurai bieži nepieciešama dialīzes ārstēšana.