La fibronectina è un tipo di glicoproteina che appartiene alla matrice extracellulare. Questo tipo di proteina, in generale, è responsabile dell'unione o del legame della membrana cellulare alle fibre di collagene che si trovano all'esterno.
Il nome "fibronectina" deriva da una parola composta da due parole latine, la prima è "fibra" che significa fibra o filamento e la seconda è "necter" che significa connettere, legare, incollare o legare.
Struttura molecolare della fibronectina (Fonte: Jawahar Swaminathan e personale MSD presso l'European Bioinformatics Institute tramite Wikimedia Commons)
La fibronectina fu visualizzata per la prima volta nel 1948 come contaminante del fibrinogeno preparato dal processo di frazionamento dell'etanolo a freddo di Cohn. Questa è stata identificata come una glicoproteina plasmatica unica che possiede le caratteristiche di una globulina insolubile a freddo.
Questa proteina ha un alto peso molecolare ed è stata associata a un'ampia varietà di funzioni all'interno dei tessuti. Questi includono l'adesione tra cellula e cellula, l'organizzazione del citoscheletro, la trasformazione oncogenica, tra gli altri.
La fibronectina si distribuisce in molti punti del corpo attraverso la sua forma solubile nel plasma sanguigno, nel liquido cerebrospinale, nel liquido sinoviale, nel liquido amniotico, nel liquido seminale, nella saliva e negli essudati infiammatori.
I ricercatori hanno riferito che le concentrazioni di fibronectina plasmatica aumentano quando le donne incinte soffrono di preeclampsia. Pertanto, questo aumento della concentrazione di fibronectina è stato incorporato da specialisti per diagnosticare questa condizione.
Struttura
Le fibronectine sono grandi glicoproteine, che hanno un peso molecolare di circa 440 kDa. Sono costituiti da circa 2.300 aminoacidi, che rappresentano il 95% delle proteine, mentre il restante 5% sono carboidrati.
Le diverse analisi che sono state effettuate sulla sequenza genomica e trascrittomica (RNA messaggero) della proteina hanno indicato che è composta da tre blocchi di sequenze omologhe ripetute, con lunghezze di 45, 60 e 90 amminoacidi ciascuno.
I tre tipi di sequenze comprendono più del 90% della struttura totale delle fibronectine. Le sequenze omologhe di tipo I e II sono anelli collegati tra loro da ponti disolfuro. Questi cicli contengono rispettivamente 45 e 60 residui di amminoacidi.
Le sequenze omologhe di tipo III corrispondono a 90 amminoacidi disposti in modo lineare e senza ponti disolfuro all'interno. Tuttavia, alcuni degli amminoacidi interni di sequenze omologhe di tipo III hanno gruppi sulfidrici liberi (RSH).
Le tre sequenze omologhe si piegano e si organizzano in una matrice più o meno lineare per formare due "bracci dimerici" di subunità proteiche quasi identiche. Le differenze tra le due subunità derivano da eventi di maturazione post-trascrizionale.
Le fibronectine possono generalmente essere viste in due modi. Una forma aperta che si osserva quando si depositano sulla superficie della membrana e che sono pronte a legarsi con qualche altro componente dell'esterno della cellula. Questa forma è visibile solo mediante microscopia elettronica.
L'altra forma può essere vista in soluzioni fisiologiche. Le estremità di ciascun braccio o estensione sono piegate verso il centro della proteina, unendosi attraverso le estremità carbossiliche dei siti di legame del collagene. In questa forma la proteina ha un aspetto globulare.
Domini e proprietà "multi-adesione"
Le proprietà di multi-adesione della fibronectina hanno origine dalla presenza di diversi domini che hanno valori di alta affinità per diversi substrati e proteine.
I "bracci dimerici" possono essere suddivisi in 7 diversi domini funzionali. Questi sono classificati in base al substrato o al dominio a cui ognuno si lega. Ad esempio: il dominio 1 e il dominio 8 sono domini di legame alle proteine della fibrina.
Il dominio 2 ha proprietà di legame del collagene, il dominio 6 è una regione di adesione cellulare, cioè gli consente di ancorarsi su quasi tutte le membrane o superfici esterne delle cellule. Le funzioni dei domini 3 e 5 sono ancora oggi sconosciute.
Nel dominio 9, si trova l'estremità carbossilica o l'estremità C-terminale della proteina. Le regioni di adesione cellulare del dominio 6 possiedono il tripeptide costituito dalla sequenza amminoacidica Arginina-Glicina-Asparagina (Arg-Gly-Asp).
Questo tripeptide è condiviso da diverse proteine come il collagene e le integrine. È la struttura minima richiesta per il riconoscimento della membrana plasmatica da parte di fibronectine e integrine.
La fibronectina, quando nella sua forma globulare, rappresenta una forma solubile e libera nel sangue. Tuttavia, sulle superfici cellulari e nella matrice extracellulare si trova in una forma "aperta", rigida e insolubile.
Caratteristiche
Alcuni dei processi in cui spicca la partecipazione delle fibronectine sono il legame cellula-cellula, il legame cellulare, la connessione o l'aderenza al plasma o alle membrane basali, la stabilizzazione dei coaguli di sangue e la guarigione delle ferite.
Le cellule aderiscono a un sito specifico sulla fibronectina attraverso una proteina recettore nota come "integrina". Questa proteina attraversa la membrana plasmatica all'interno della cellula.
Componenti della matrice extracellulare del tessuto cartilagineo (Fonte: Kassidy Veasaw tramite Wikimedia Commons)
Il dominio extracellulare delle integrine si lega alla fibronectina, mentre il dominio intracellulare delle integrine è attaccato ai filamenti di actina. Questo tipo di ancoraggio gli consente di trasmettere la tensione che si genera nella matrice extracellulare al citoscheletro delle cellule.
Le fibronectine partecipano al processo di guarigione delle ferite. Questi, nella loro forma solubile, si depositano sulle fibre di collagene adiacenti alla ferita, favorendo la migrazione di fagociti, fibroblasti e la proliferazione cellulare nella ferita aperta.
L'effettivo processo di guarigione inizia quando i fibroblasti "ruotano" la rete di fibronectina. Questa rete agisce come una sorta di impalcatura o supporto per il deposito delle nuove fibre di collagene, eparan solfato, proteoglicano, condrotina sultafo e gli altri componenti della matrice extracellulare necessari per riparare il tessuto.
La fibronectina è anche coinvolta nel movimento delle cellule epidermiche, poiché attraverso il tessuto granulare aiuta a riorganizzare la membrana basale che si trova sotto l'epidermide nei tessuti, favorendo la cheratinizzazione.
Tutte le fibronectine hanno funzioni essenziali per tutte le cellule; partecipano a processi diversi come migrazione e differenziazione cellulare, omeostasi, guarigione delle ferite, fagocitosi, tra gli altri.
Riferimenti
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