Неколагенові білки зі спеціальними властивостями

Білки міжклітинного матриксу виконують самі різноманітні функції. Частина з них має здатність склеювати компоненти міжклітинної речовини та клітин, і ці білки називають адгезивними. Інша група білків, навпаки, пригнічує адгезію клітин і позаклітинних компонентів, їх називають антиадгезивними. В адгезії мезенхімальних і епітеліальних клітин беруть участь фібронектин, вітронектин, ламінін, нідоген і інтегрини, тоді як тенасцин, тромбоспондин змінюють форму клітин і частково відкріпляють їх від компонентів позаклітинного матриксу.

Рис. 15.7. Структура молекули фібронектину (за Cooper G.M., 2000): 1 – домен зв’язування з гепарином, 2 – домен зв’язування з клітинами, 3 – домен зв’язування з колагеном, 4 – домен зв’язування з іншими молекулами фібронектину

Фібронектин – високомолекулярний глікопротеїни, ключовий білок позаклітинного матриксу, який синтезується фібробластами та бере участь у багатьох клітинних процесах, включаючи репарацію тканин, ембріогенез, мігрування та адгезію клітин.

Його молекула складається з двох подібних поліпептидних ланцюгів, об’єднаних гідрофобними взаємодіями та двома дисульфідними зв’язками. Субодиниці поділяються на домени, які можуть зв’язуватися з колагенами, фібрином і протеогліканами, а також з клітинними рецепторами через інтегрини (рис. 15. 7). Крім того молекула містить центр зв’язування ензиму трансглутамінази, який каталізує реакцію з’єднання залишків глутаміну одного поліпептидного ланцюга з залишками лізину іншої білкової молекули, що дозволяє зшивати поперечними ковалентними зв’язками молекули фібронектину між собою, з колагеном і іншими протеїнами.

Інтегрини – гетеродимерні білки з молекулярною масою 100 000 – 160 000 Да, які розташовуються на плазматичних мембранах клітин і складаються з двох нековалентно зв’язаних субодиниць (α і β). для їх функціонування необхідні іони Са²⁺ або Mg²⁺.

Сімейство інтегринів налічує 20 видів рецепторів з різною специфічністю. Завдяки трансмембранній орієнтації інтегрини переносять сигнали з позаклітинного матриксу на цитоскелет. Взаємодія інтегринів з білками позаклітинного матриксу в деяких випадках запобігає апоптозу. Втрата певних інтегринів (при раку молочної залози, передміхурової залози, товстої кишки) або їх надлишок (при меланомі, плоскоклітинному раку порожнини рота, носоглотки, гортані) свідчать про високу злоякісність пухлини. Інформація, яку інтегрини передають з міжклітинного матриксу в клітину, в одних випадках стимулює адгезію та мігрування пухлинних клітин, а в інших – призводить до їх загибелі.

Ламініни – представники сімейства адгезивних глікопротеїнів з молекулярною масою 850 000 Да. Молекула ламініну являє собою гнучкий комплекс, який складається з α-, β₁-, β₂-поліпептидних ланцюгів, з’єднаних дисульфідними зв’язками та розташованих у формі асиметричного хреста. Вони склеюють епітеліальні клітини з базальною мембраною, а також можуть зв’язуватися з колагеном ІV типу, гепарансульфатом, ентактином і рецепторами на клітинній поверхні. Ламініни забезпечують мігрування епітеліальних клітин і в такий спосіб беруть участь в од онтогенезі, зв’язуванні тканини періодонта з цементом кореня зуба, побудові епітеліальної оболонки на поверхні пульпарної тканини при утворенні поліпа пульпи.

Вітронектин – глікопротеїн, який міститься в плазмі крові та позаклітинному матриксі. Він взаємодіє з глікозаміногліканами, колагеном, плазміногеном, рецептором урокінази, регулює деградацію матриксу, бере участь в імунній відповіді та регуляції згортання крові (через зв’язування з білками системи комплемену, гепарином і комплексом тромбін-антитромбін ІІІ).

Тенасцин і тромбоспондин – глікопротеїни, які володіють як адгезивними, так і антиадгезивними властивостями. Вони сприяють реорганізації актинового цитоскелету шляхом зміни адгезивних контактів з білковими факторами, формують комплекси з протеогліканами, тому при зв’язуванні тенасцину з хондроїтинсульфатом змінюються адгезивні властивості протеогліканів.

Окрім адгезивних білків, які беруть участь в утворенні надмолекулярних комплексів міжклітинного матриксу, у тканинах присутні глікопротеїни, які належать до факторів росту – трансформуючий фактор росту (ТФР-β), морфогенетичний білок кістки (МБК), фактор росту ендотелію (ФРЕ), інсуліноподібний фактор росту (ІФР), фактор росту фібробластів (ФРФ), фактор росту нервів (ФРН), фактор росту гепатоцитів (ФРГ), епідермальний фактор росту (ЕФР), фактор росту тромбоцитів (ФРТ). Здебільшого вони представлені невеликими поліпептидами, які секретуються одними клітинами, а діють на інші. Фактори росту стимулюють або гальмують проліферацію певних типів клітин, зв’язуючись зі специфічними для них рецепторами, які локалізуються на поверхні клітинних мембран. Більшість поліпептидів активують у клітинах тирозинові протеїнкінази і лише ТФР-β – треонінові протеїнкінази.