Фибронектин

Фибронектин - один из ключевых белков межклеточного матрикса, неколлагеновый структурный гликопротеин, синтезируемый и выделяемый в межклеточное пространство многими клетками. Он построен из двух идентичных полипептидных цепей, соединённых дисульфидными мостиками у своих С-концов (рис. 15-19).

Полипептидная цепь фибронектина содержит 7-8 доменов, на каждом из которых расположены специфические центры для связывания разных веществ. Фибронектин может связывать

коллаген, протеогликаны, гиалуроновую кислоту, углеводы плазматических мембран, гепарин, фермент трансглутаминазу. Благодаря своей структуре фибронектин может выполнять интегрирующую роль в организации межклеточного вещества, а также способствовать адгезии клеток.

Существует несколько форм фибронектина, которые синтезируются разными клетками. Растворимый, или плазменный, фибронектин синтезируется гепатоцитами. Нерастворимый, или тканевый фибронектин синтезируется в основном фибробластами или эндотелиоцитами, глиоцитами и эпителиальными клетками.

Обе формы фибронектина вовлекаются в разнообразные процессы: способствуют адгезии и распространению эпителиальных и мезенхимальных клеток, стимулируют пролиферацию и миграцию эмбриональных и опухолевых клеток, контролируют дифференцировку и поддержание цитоскелета клеток, активно участвуют в воспалительных и репаративных процессах. Это связано с тем, что каждая субъединица фибронектина содержит последовательность Арг-Гли-Асп (RGD), с помощью которой он может присоединяться к клеточным рецепторам (интегринам). Эти рецепторы опосредованно взаимодействуют с актиновымимикрофиламентами, которые находятся в цитозоле. В этом процессе участвуют так называемые белки прикрепления (от англ. attach - прикреплять proteins): талин, винкулин, α-актинин (рис. 15-20).

С помощью таких белок-белковых взаимодействий информация может передаваться из межклеточного

матрикса внутрь клетки, а также в обратном направлении - из клетки наружу, таким образом влияя на протекающие в клетке процессы.

Известно также, что фибронектин участвует в миграции клеток, которые могут присоединяться к его RGD-участкам, и, таким образом, фибронектин как бы помогает им перемещаться в межклеточном матриксе.

В межклеточном матриксе, окружающем трансформированные (или опухолевые) клетки, количество фибронектиназаметно снижено, что может быть одной из причин появления метастазов.

Ламинин - наиболее распространённый некол-лагеновый гликопротеин базальных мембран. Он состоит из трёх полипетидных цепей: А, В₁ и В₂. Молекула ламинина имеет крестообразную форму с тремя одноцепочечными ветвями и одной трёхцепочечной ветвью (рис. 15-21). Каждая цепь ламинина содержит несколько глобулярных и стержневидных доменов, на которых имеются специфические центры связывания для различных веществ. Ламинин взаимодействует со всеми структурными компонентами базальных мембран, включая коллаген IV типа, нидоген, фибронектин, ГСПГ. Кроме того, молекула ламинина имеет несколько центров связывания с клетками. Главные функции ламинина определяются его способностью связывать клетки и модулировать клеточное поведение. Он может влиять на рост, морфологию, дифференцировку и подвижность клеток.

Ламининвыполняет роль адгезивного белка для различных эпителиальных и мезенхимальных клеток.

Нидоген - сульфатированный гликопротеин базальных мембран, образует с ламинином плотный, нековалентно связанный комплекс; сила связывания нидогена с коллагеном IV типа гораздо меньше, чем с ламинином. Этот белок представлен одной полипептидной цепью, содержащей три глобулярных домена (рис. 15-21). Один из доменов нидогена имеет центр связывания ламинина, в области другого домена находится центр связывания коллагена IV типа. Таким образом, нидоген может выступать в качестве одного из связывающих мостов между различными компонентами межклеточного матрикса и участвовать в образовании тройных комплексов ламинин-нидоген-коллаген. Кроме этого, нидоген содержит RGD-последовательность и поэтому может присоединяться к клеточной поверхности.

Антиадгезивные белки Б

Ко второй группе белков, обладающих антиадгезивными свойствами, относят такие гликопротеины, как остеонектин, тенасцин и тромбоспондин. Эти белки появляются и играют заметную роль в эмбриогенезе и морфогенезе, развитии клеточного ответа на повреждение. Их концентрация в матриксе повышается при некоторых опухолевых заболеваниях.

Остеонектин (синонимы: ВМ-40, SPARC, от англ, secretedproteinacidicandrichincysteine) состоит из 4 доменов, к 2 из которых могут присоединяться ионы Са²⁺. Остеонектин - кислый белок, богатый цистеином. Показано, что он может ингибировать G₁-S'-фазу роста эндотелиальных клеток.

Тенасцин (антиген мышечных сухожилий) - олигомерный гликопротеин, состоящий, подобно фибронектину, из 2 субъединиц, соединённых дисульфидной связью. Эту большую молекулу, похожую на осьминога, называют ещё "гексабрахион", так как она имеет 6 "рук", отходящих радиально от одного участка. Благодаря

такому строению, тенасцин может взаимодействовать с большим количеством лигандов, к которым относят различные молекулы межклеточного матрикса.

Тенасцин обладает как адгезивными, так и антиадгезивными свойствами, синтезируется в различных тканях эмбриона (наиболее интенсивно - в зонах эпителиальномезинхимальных контактов и в развивающейся нервной ткани). В зрелых тканях небольшие количества тенас-цина находятся в сухожилиях и хрящах, его синтез увеличивается в заживающих ранах.

Тромбоспондин, как и другие белки межклеточного матрикса, может взаимодействовать со многими лигандами: коллагеном, фибронекти-ном, ламинином, протеогликанами, ионами Са²⁺ и др. В клетках роговицы глаза и тромбоцитах Тромбоспондин проявляет адгезивные свойства, а в клетках эндотелия и фибробластах он функционирует как антиадгезивный белок.

Таким образом, функции этих белков определяются их локализацией и окружением.

Факторы роста - это белковые молекулы, регулирующие деление и выживание клеток. Факторы роста можно получать с помощью генной инженерии в лаборатории и использовать в терапии.

Факторы роста связываются с рецепторами на поверхности клеток, активируя таким образом пролиферацию и / или дифференциацию клеток. Факторы роста достаточно универсальны и стимулируют клеточное деление в различных типах клеток, в то время как некоторые из них специфичны только для определенных типов клеток. Факторы роста - это белки, стимулирующие рост клеток.

Факторы роста - это белки, которые функционируют как стимуляторы роста (митогены) и / или ингибиторы роста, стимулируют миграцию клеток, действуют как хемотоксичные агенты, ингибируют миграцию клеток, ингибируют инвазию раковых клеток, регулируют различные клеточные функции, участвуют в апоптозе и ангиогенезе и стимулируют выживаемость клеток, не влияя на рост и дифференциацию.

Гемопоэтические факторы роста - это гормоно-подобные вещества, которые стимулируют костный мозг к производству клеток крови. Недостаток клеток крови является причиной большинства симптомов у людей, страдающих миелодиспластическим синдромом.

Эритропоэтин - это фактор роста, который стимулирует продукцию красных кровяных телец. Интерлейкин-11 (IL-11) стимулирует продукцию тромбоцитов после хемотерапии. Современные исследования посвящены попыткам понять, какие факторы роста позволят лечить ряд болезней и как комбинировать факторы роста друг с другом и с другими методами лечения, такими как химиотерапия или гормоны.

Стимуляция пролиферации клеток факторами роста похожа на быструю пролиферацию раковых клеток. Рецепторы факторов роста схожи с онкогенными белками, продуцируемыми некоторыми РНК-онкогенными вирусами. Фактор роста тромбоцитов (PDGF) практически идентичен онкогенному белку вируса саркомы обезьян.

Факторы роста необходимы для клеточной дифференциации и нормального клеточного цикла, поэтому являются жизненно важными элементами для животных от рождения до смерти. Факторы роста обеспечивают развитие, участвуют в поддержании целостности и репарации тканей, стимулируют производство клеток крови и участвуют в раковых процессах.