Fibronektin je glukoprotein in ima pomembno vlogo pri ohranjanju telesnih celic skupaj ali pri strjevanju krvi. V organizmu prevzame veliko različnih funkcij, ki so povezane z njegovo sposobnostjo razvijanja adhezivne sile. Strukturne napake v strukturi fibronektina lahko privedejo do močne oslabelosti vezivnega tkiva.
Kaj je fibronektin?
Fibronektin je glukoprotein z molekulsko maso 440 kDa (kilodaltonov). Uporablja se za razvijanje adhezivnih sil med celicami, med telesnimi celicami in različnimi substrati, med telesnimi celicami in medceličnim matriksom ter med krvnimi trombociti med strjevanjem krvi. Zato podpira celjenje ran, embriogenezo, hemostazo, celično adhezijo med celično migracijo ali vezavo antigena na fagocite.
Primarni fibronektin vsebuje 2355 aminokislin in tvori 15 izoform. Pojavi se tako v zunajceličnem območju kot znotraj telesnih celic. Zunaj celic je netopni protein, znotraj celične plazme pa topni protein. Vse oblike fibronektina kodirajo isti geni FN1. Topni fibronektin vsebuje dve izomerni proteinski verigi, ki ju povezuje disulfidni most. V primeru netopnega fibronektina so te molekule povezane z disulfidnimi mostovi, da tvorijo fibrilo podobno strukturo.
Anatomija in struktura
Fibronektin je v svoji osnovni strukturi heterodimer, ki ga sestavljata dve paličasti beljakovinski verigi, ki ju povezuje disulfidni most. Verige izomernih proteinov so izražene z istim genom, genom FN1. Različno zaporedje baz je posledica alternativnega spajanja tega gena. Vsak gen vsebuje eksone in introne. Eksoni so odseki, ki so prevedeni v strukturo beljakovin. V nasprotju s tem so introni neaktivni genski segmenti. Z alternativnim spajanjem zaporedje baznih parov ostane enako, eksoni in introni pa se nahajajo na različnih genskih segmentih. Pri prevajanju genetskih informacij se berljivi eksoni združijo in introni se izrežejo. Ta alternativni prevod istih genetskih informacij omogoča tvorbo več izomernih beljakovinskih verig iz istega gena.
Fibronektin, sestavljen iz dveh izomernih beljakovinskih verig, je topen, tvori se v jetrih in vstopi v krvno plazmo. Tam je odgovoren za koagulacijo krvi kot del celjenja ran in regeneracijo tkiv. Netopni fibronektin nastaja v makrofagih, endotelnih celicah ali fibroblastih. Vsebuje enako osnovno strukturo. Tu pa so posamezne molekule fibronektina med seboj povezane z disulfidnimi mostovi, da tvorijo fibrilarne beljakovinske strukture, ki celice držijo skupaj.
Sposobnost razvijanja adhezivnih sil je posledica pogosto pojavljajočega se aminokislinskega zaporedja arginin - glicin - aspartat. To vodi do adhezije fibronektina na tako imenovane integine (adhezijske receptorje na površini celic). Proteinske verige fibronektina sestavljajo številne domene, ki vsebujejo od 40 do 90 aminokislin. Zaradi homologije domen se polipeptidne verige fibronektina delijo na tri strukturne vrste I, II in III.
Funkcija in naloge
Fibronektin na splošno služi za združevanje določenih strukturnih enot. Sem spadajo celice, zunajtelesni matriks, določeni substrati ali celo krvne ploščice. Fibronektin se je imenoval Celično lepilo določen. Zagotavlja, da celice v tkivih ostanejo skupaj in se ne razhajajo.
Pomembno vlogo ima tudi pri migraciji celic. Tudi fiksiranje makrofagov z antigeni posreduje fibronektin. Poleg tega fibronektin nadzoruje številne procese embriogeneze in celične diferenciacije.
Vendar se fibronektin pogosto zmanjša pri malignih tumorjih. To omogoča, da tumor raste v tkivo in tvori metastaze s cepljenjem tumorskih celic.
Topni fibronektin v krvni plazmi omogoča tvorbo krvnih strdkov, da zaprejo krvaveče rane. Posamezni krvni trombociti se zlepijo skozi tvorbo fibrina. Kot opsonin se fibronektin kot receptorji veže na površino makrofagov. S pomočjo teh receptorjev lahko makrofagi vežejo in vključijo določene delce, ki povzročajo bolezen. V zunajceličnem prostoru je netopni fibronektin odgovoren za nastanek matriksa, ki fiksira celice.
Bolezni
Pomanjkanje ali strukturne nepravilnosti fibronektina imajo pogosto resne zdravstvene učinke. Zaradi rasti raka znotraj tumorja koncentracija fibronektina pade. Celična struktura v tumorju se zrahlja in celice se odmikajo. To vodi do pogostih metastaz zaradi cepitve tumorskih celic in njihovega preseljevanja preko limfnega sistema ali krvne plazme na druge dele telesa. Poleg tega lahko rakave celice zaradi pomanjkanja fibronektina hitreje zrastejo v sosednje tkivo in ga tako izpodrinejo.
Poleg tega obstajajo dedne bolezni, ki vodijo do okvare vezivnega tkiva. En primer je Ehlers-Danlos sindrom. Sindrom Ehlers-Danlos ni enotna bolezen, temveč predstavlja kompleks okvar vezivnega tkiva, tip X pa povzroča manjkajoči ali okvarjen fibronektin. Gre za mutacijo v genu FN1. To vodi do drastične oslabelosti vezivnega tkiva. Pogoj se podeduje kot avtosomno recesivna lastnost. Manifestira se v zelo povešeni koži in preobčutljivosti sklepov. Kljub velikim razlikam v vzroku šibkega vezivnega tkiva so simptomi posameznih bolezni tega kompleksa podobni. Po besedah danskega dermatologa Edvarda Ehlersa in francoskega dermatologa Henri-Alexandra Danlosa sta kardinalna simptoma sindroma Ehlers-Danlos huda preobčutljivost in dražljivost kože.
Končno lahko določena mutacija v genu FN1 privede tudi do glomerulopatije (bolezni ledvičnih telesc). To je resna bolezen ledvic, ki pogosto zahteva zdravljenje na dializi.
