La fibronectine est une sorte de glycoprotéine qui appartient à la matrice extracellulaire. Ce type de protéine, en général, est responsable de la jonction ou de la liaison de la membrane cellulaire aux fibres de collagène qui se trouvent à l'extérieur.
Le nom «fibronectine» vient d'un mot composé de deux mots latins, le premier est «fibre» qui signifie fibre ou filament et le second est «necter» qui signifie connecter, lier, coller ou lier.
Structure moléculaire de la fibronectine (Source: Jawahar Swaminathan et le personnel MSD de l'Institut européen de bioinformatique via Wikimedia Commons)
La fibronectine a été visualisée pour la première fois en 1948 comme un contaminant du fibrinogène préparé par le processus de fractionnement à l'éthanol à froid de Cohn. Cela a été identifié comme une glycoprotéine plasmatique unique possédant les caractéristiques d'une globuline insoluble froide.
Cette protéine a un poids moléculaire élevé et a été associée à une grande variété de fonctions dans les tissus. Ceux-ci incluent l'adhésion entre la cellule et la cellule, l'organisation du cytosquelette, la transformation oncogène, entre autres.
La fibronectine est distribuée à de nombreux endroits du corps par sa forme soluble dans le plasma sanguin, le liquide céphalo-rachidien, le liquide synovial, le liquide amniotique, le liquide séminal, la salive et les exsudats inflammatoires.
Les chercheurs ont rapporté que les concentrations plasmatiques de fibronectine augmentent lorsque les femmes enceintes souffrent de prééclampsie. Ainsi, cette augmentation de la concentration de fibronectine a été incorporée par des spécialistes pour diagnostiquer cette condition.
Structure
Les fibronectines sont de grandes glycoprotéines, qui ont un poids moléculaire d'environ 440 kDa. Ils sont constitués d'environ 2300 acides aminés, qui représentent 95% des protéines, les 5% restants étant des glucides.
Les différentes analyses qui ont été effectuées sur la séquence génomique et transcriptomique (ARN messager) de la protéine ont indiqué qu'elle est composée de trois blocs de séquences homologues répétées, de longueurs de 45, 60 et 90 acides aminés chacun.
Les trois types de séquences représentent plus de 90% de la structure totale des fibronectines. Les séquences homologues de type I et II sont des boucles liées les unes aux autres par des ponts disulfure. Ces boucles contiennent respectivement 45 et 60 résidus d'acides aminés.
Les séquences homologues de type III correspondent à 90 acides aminés disposés de manière linéaire et sans ponts disulfure à l'intérieur. Cependant, certains des acides aminés internes des séquences homologues de type III ont des groupes sulfhydriques libres (RSH).
Les trois séquences homologues se replient et s'organisent en une matrice plus ou moins linéaire pour former deux «bras dimères» de sous-unités protéiques presque identiques. Les différences entre les deux sous-unités proviennent d'événements de maturation post-transcriptionnelle.
Les fibronectines peuvent généralement être vues de deux manières. Une forme ouverte qui s'observe lorsqu'ils sont déposés à la surface de la membrane et qu'ils sont prêts à se lier avec un autre composant de l'extérieur de la cellule. Cette forme n'est visible que par microscopie électronique.
L'autre forme peut être vue dans les solutions physiologiques. Les extrémités de chaque bras ou extension sont repliées vers le centre de la protéine, se rejoignant par les extrémités carboxyle des sites de liaison du collagène. Sous cette forme, la protéine a une apparence globulaire.
Domaines et propriétés "multi-adhésifs"
Les propriétés de multi-adhésion de la fibronectine proviennent de la présence de différents domaines qui ont des valeurs d'affinité élevées pour différents substrats et protéines.
Les «bras dimères» peuvent être divisés en 7 domaines fonctionnels différents. Ceux-ci sont classés en fonction du substrat ou du domaine auquel chacun se lie. Par exemple: le domaine 1 et le domaine 8 sont des domaines de liaison aux protéines de fibrine.
Le domaine 2 a des propriétés de liaison au collagène, le domaine 6 est une région d'adhésion cellulaire, c'est-à-dire qu'il lui permet de s'ancrer sur presque n'importe quelle membrane ou surface externe des cellules. Les fonctions des domaines 3 et 5 sont encore inconnues aujourd'hui.
Dans le domaine 9, l'extrémité carboxyle ou l'extrémité C-terminale de la protéine est située. Les régions d'adhésion cellulaire du domaine 6 possèdent le tripeptide constitué de la séquence d'acides aminés Arginine-Glycine-Asparagine (Arg-Gly-Asp).
Ce tripeptide est partagé par plusieurs protéines comme le collagène et les intégrines. C'est la structure minimale requise pour la reconnaissance de la membrane plasmique par les fibronectines et les intégrines.
La fibronectine, lorsqu'elle est sous sa forme globulaire, représente une forme soluble et libre dans le sang. Cependant, sur les surfaces cellulaires et dans la matrice extracellulaire, il se trouve sous une forme «ouverte», rigide et insoluble.
Caractéristiques
Certains des processus dans lesquels la participation des fibronectines se distingue sont l'attachement de cellule à cellule, l'attachement de cellule, la connexion ou l'adhérence au plasma ou aux membranes basales, la stabilisation des caillots sanguins et la cicatrisation des plaies.
Les cellules adhèrent à un site spécifique de la fibronectine via une protéine réceptrice appelée «intégrine». Cette protéine traverse la membrane plasmique vers l'intérieur de la cellule.
Composants de la matrice extracellulaire du tissu cartilagineux (Source: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)
Le domaine extracellulaire des intégrines se lie à la fibronectine, tandis que le domaine intracellulaire des intégrines est attaché aux filaments d'actine. Ce type d'ancrage lui permet de transmettre la tension générée dans la matrice extracellulaire au cytosquelette des cellules.
Les fibronectines participent au processus de cicatrisation des plaies. Ceux-ci, sous leur forme soluble, se déposent sur les fibres de collagène adjacentes à la plaie, favorisant la migration des phagocytes, des fibroblastes et la prolifération cellulaire dans la plaie ouverte.
Le processus de guérison proprement dit commence lorsque les fibroblastes «font tourner» le réseau de fibronectine. Ce réseau agit comme une sorte d'échafaudage ou de support pour le dépôt des nouvelles fibres de collagène, héparane sulfate, protéoglycane, chondrotine sultafo et des autres composants de la matrice extracellulaire nécessaires à la réparation du tissu.
La fibronectine est également impliquée dans le mouvement des cellules épidermiques, car à travers le tissu granulaire, elle aide à réorganiser la membrane basale qui se trouve sous l'épiderme dans les tissus, ce qui favorise la kératinisation.
Toutes les fibronectines ont des fonctions essentielles pour toutes les cellules; ils participent à des processus aussi divers que la migration et la différenciation cellulaires, l'homéostasie, la cicatrisation des plaies, la phagocytose, entre autres.
Références
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