Het fibronectine is een soort glycoproteïne dat tot de extracellulaire matrix behoort. Dit type eiwit is in het algemeen verantwoordelijk voor het verbinden of binden van het celmembraan aan de collageenvezels die aan de buitenkant worden aangetroffen.
De naam "fibronectine" komt van een woord dat bestaat uit twee Latijnse woorden, de eerste is "vezel" wat vezel of filament betekent en de tweede is "necter", wat betekent verbinden, verbinden, lijmen of binden.
Moleculaire structuur van fibronectine (Bron: Jawahar Swaminathan en MSD-medewerkers van het European Bioinformatics Institute via Wikimedia Commons)
Fibronectine werd voor het eerst gevisualiseerd in 1948 als een verontreiniging van fibrinogeen bereid door Cohn's koude ethanolfractioneringsproces. Dit werd geïdentificeerd als een uniek plasmaglycoproteïne met de kenmerken van een koud onoplosbaar globuline.
Dit eiwit heeft een hoog molecuulgewicht en is in verband gebracht met een breed scala aan functies in weefsels. Deze omvatten onder meer adhesie tussen cel en cel, organisatie van het cytoskelet, oncogene transformatie.
Fibronectine wordt op veel plaatsen in het lichaam gedistribueerd via zijn oplosbare vorm in bloedplasma, cerebrospinale vloeistof, gewrichtsvloeistof, vruchtwater, zaadvloeistof, speeksel en inflammatoire exsudaten.
Onderzoekers hebben gemeld dat plasmaconcentraties van fibronectine stijgen wanneer zwangere vrouwen lijden aan pre-eclampsie. Daarom is deze verhoging van de concentratie van fibronectine door specialisten opgenomen om deze aandoening te diagnosticeren.
Structuur
Fibronectines zijn grote glycoproteïnen met een molecuulgewicht van ongeveer 440 kDa. Ze bestaan uit ongeveer 2.300 aminozuren, die 95% van het eiwit vertegenwoordigen, terwijl de andere 5% koolhydraten zijn.
De verschillende analyses die zijn uitgevoerd op de genomische en transcriptomische sequentie (boodschapper-RNA) van het eiwit hebben aangetoond dat het is samengesteld uit drie blokken van herhaalde homologe sequenties, met elk een lengte van 45, 60 en 90 aminozuren.
De drie soorten sequenties omvatten meer dan 90% van de totale structuur van fibronectines. Homologe sequenties van type I en II zijn lussen die met elkaar zijn verbonden door disulfidebruggen. Deze lussen bevatten respectievelijk 45 en 60 aminozuurresiduen.
Homologe type III-sequenties komen overeen met 90 aminozuren die lineair zijn gerangschikt en zonder disulfidebruggen erin. Sommige van de interne aminozuren van homologe type III-sequenties hebben echter vrije sulfhydrische groepen (RSH).
De drie homologe sequenties vouwen en organiseren zich in een min of meer lineaire matrix om twee "dimere armen" te vormen van bijna identieke eiwitsubeenheden. De verschillen tussen de twee subeenheden komen voort uit post-transcriptionele rijpingsgebeurtenissen.
Fibronectines kunnen over het algemeen op twee manieren worden gezien. Een open vorm die wordt waargenomen wanneer ze worden afgezet op het oppervlak van het membraan en dat ze klaar zijn om te hechten aan een ander onderdeel van de buitenkant van de cel. Deze vorm wordt alleen gezien met elektronenmicroscopie.
De andere vorm is te zien in fysiologische oplossingen. De uiteinden van elke arm of extensie zijn naar het midden van het eiwit gevouwen en komen samen door de carboxyluiteinden van de collageenbindingsplaatsen. In deze vorm heeft het eiwit een bolvormig uiterlijk.
"Multi-adhesion" domeinen en eigenschappen
De multi-adhesie-eigenschappen van fibronectine zijn afkomstig van de aanwezigheid van verschillende domeinen met hoge affiniteitswaarden voor verschillende substraten en eiwitten.
De "dimere armen" kunnen worden onderverdeeld in 7 verschillende functionele domeinen. Deze zijn geclassificeerd op basis van het substraat of domein waaraan elk bindt. Bijvoorbeeld: domein 1 en domein 8 zijn bindende domeinen van fibrine-eiwitten.
Domein 2 heeft collageenbindende eigenschappen, domein 6 is een celadhesiegebied, dat wil zeggen dat het zichzelf kan verankeren op bijna elk membraan of buitenoppervlak van cellen. De functies van domeinen 3 en 5 zijn vandaag nog onbekend.
In domein 9 bevindt het carboxyluiteinde of het C-terminale uiteinde van het eiwit zich. De celadhesiegebieden van domein 6 bezitten het tripeptide dat bestaat uit de aminozuursequentie Arginine-Glycine-Asparagine (Arg-Gly-Asp).
Dit tripeptide wordt gedeeld door verschillende eiwitten zoals collageen en integrines. Het is de minimale structuur die nodig is voor de herkenning van het plasmamembraan door fibronectines en integrines.
Fibronectine, in zijn bolvormige vorm, vertegenwoordigt een oplosbare en vrije vorm in het bloed. Op celoppervlakken en in de extracellulaire matrix wordt het echter aangetroffen in een "open", stijve en onoplosbare vorm.
Kenmerken
Enkele van de processen waarin de deelname van fibronectines opvalt, zijn cel-tot-celbinding, celbinding, verbinding met of hechting aan plasma of basale membranen, stabilisatie van bloedstolsels en wondgenezing.
Cellen hechten zich aan een specifieke plaats op fibronectine via een receptoreiwit dat bekend staat als "integrine". Dit eiwit passeert het plasmamembraan naar het binnenste van de cel.
Componenten van de extracellulaire matrix van kraakbeenweefsel (Bron: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)
Het extracellulaire domein van integrines bindt aan fibronectine, terwijl het intracellulaire domein van integrines aan actine-filamenten is bevestigd. Dit type verankering maakt het mogelijk om de spanning die wordt gegenereerd in de extracellulaire matrix over te brengen op het cytoskelet van de cellen.
Fibronectines nemen deel aan het wondgenezingsproces. Deze worden in hun oplosbare vorm afgezet op de collageenvezels naast de wond, wat de migratie van fagocyten, fibroblasten en celproliferatie in de open wond bevordert.
Het eigenlijke genezingsproces begint wanneer fibroblasten het fibronectine-netwerk "spinnen". Dit netwerk fungeert als een soort steiger of ondersteuning voor de afzetting van de nieuwe collageenvezels, heparaansulfaat, proteoglycaan, chondrotinesultafo en de andere componenten van de extracellulaire matrix die nodig zijn om het weefsel te herstellen.
Fibronectine is ook betrokken bij de beweging van epidermale cellen, omdat het door het granulaire weefsel helpt bij het reorganiseren van het basismembraan dat onder de epidermis in weefsels ligt, waardoor keratinisatie kan optreden.
Alle fibronectines hebben essentiële functies voor alle cellen; ze nemen deel aan uiteenlopende processen zoals celmigratie en differentiatie, homeostase, wondgenezing en fagocytose.
Referenties
- Conde-Agudelo, A., Romero, R., & Roberts, JM (2015). Tests om pre-eclampsie te voorspellen. Bij Chesley's hypertensieve stoornissen tijdens de zwangerschap (pp. 221-251). Academische pers.
- Farfán, J. Á. L., Tovar, HBS, de Anda, MDRG en Guevara, CG (2011). Foetale fibronectine en cervicale lengte als vroege voorspellers van vroeggeboorte. Gynaecologie en verloskunde van Mexico, 79 (06), 337-343.
- Feist, E., & Hiepe, F. (2014). Fibronectine auto-antilichamen. In Autoantibodies (pp. 327-331). Elsevier.
- Letourneau, P. (2009). Axonale pathfinding: extracellulaire matrixrol. Encyclopedia of neuroscience, 1, 1139-1145.
- Pankov, R., en Yamada, KM (2002). Fibronectine in één oogopslag. Journal of cell science, 115 (20), 3861-3863.
- Proctor, RA (1987). Fibronectin: een kort overzicht van de structuur, functie en fysiologie. Recensies van infectieziekten, 9 (supplement_4), S317-S321.