Витронектин

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Витронектин
Идентификаторы
ПсевдонимыVitronectinserum spreading factorV75epibolinS-proteinVTNcomplement S-proteinSerum-spreading factorsomatomedin B
Внешние IDGeneCards: [1]
Паттерн экспрессии РНК
Bgee
ЧеловекМышь (ортолог)
BioGPS
Дополнительные справочные данные
Ортологи
ВидЧеловекМышь
Entrez

н/д

н/д

Ensembl

н/д

н/д

UniProt

н/д

н/д

RefSeq (мРНК)

н/д

н/д

RefSeq (белок)

н/д

н/д

Локус (UCSC)н/дн/д
Поиск по PubMedн/дн/д
Логотип Викиданных Информация в Викиданных
Смотреть (человек)

Витронектин (англ. Vitronectin) — гликопротеин массой 75 кДа, являющийся одним из основных белковых компонентов плазмы крови, а также присутствующий в моче, амниотической жидкости, межклеточном пространстве многих тканей и депонирующийся в тромбоцитах[1][2]. Он принимает участие в фибринолизе, опосредует клеточную адгезию и миграцию, ингибирует мембраноатакующий цитолитический комплекс системы комплемента и связывает некоторые серпины[3]. Также он играет роль в стимуляции пролиферации и роста клеток в таких процессах, как рост и метастазирование злокачественных опухолей, заживление ран и резорбция кости[4]. В циркулирующей крови витронектин представлен в двух изоформах: одноцепочечной и двухцепочечной, субъединицы которой соединены дисульфидной связью[5]. Синтез витронектина происходит главным образом в гепатоцитах, однако исследования показывают, что возможными источниками его могут быть нейроны центральной нервной системы, фоторецепторы и пигментный слой сетчатки[6], жировая ткань, миокард и скелетные мышцы[7].

Витронектин получил своё имя за его способность адгезироваться на стекле[8]. В 70-х — ранних 80-х годах прошлого века проводились независимые друг от друга исследования различных свойств витронектина, которые, как полагалось, принадлежали разным белкам, известным как эпиболин (англ. epibolin), S-белок (англ. S-protein) и фактор распространения сыворотки (англ. serum spreading factor)[2]. Позднее в ходе экспериментов выяснилось, что объектом этих исследований был один и тот же белок и, соответственно, все вышеуказанные названия даны одному и тому же белку[9].

Структура

Витронектин представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 75 кДа. Пептидная последовательность витронектина кодируется геном VTN, расположенным на длинном плече 17-й хромосомы[10]. Продуктом трансляции зрелого транскрипта этого гена является полипептид длиной в 478 аминокислотных остатков. Окончательная пептидная цепь витронектина имеет длину в 459 аминокислотных остатка и образуется путём отщепления от N-конца сигнальной последовательности длиной в 19 аминокислотных остатков. Альтернативный сплайсинг пре-мРНК для витронектина не выявлен[11]. Посттрансляционная модификация зрелой пептидной цепи включает гликозилирование по 86, 169 и 242 аспарагиновым остаткам[12], сульфатирование по Tyr75 и Tyr78 и фосфорилирование по Ser312[13]. В плазме крови витронектин существует в двух формах: одноцепочечной (массой 75 кДа) и двухцепочечной (в виде двух субъединиц с массой 65 и 10 кДа, объединенных дисульфидным мостиком между Cys274 и Cys453). Соотношение между этими двумя изоформами в плазме крови у разных людей различно и обусловлено полиморфизмом участка гена, кодирующего 381-й аминокислотный остаток. Вариабельный аминокислотный остаток (треонин либо метионин) предопределяет чувствительность полипептида к протеиназе, расщепляющей его между Arg379 и Ala 380. Чувствительность витронектина с метионином в 381-й позиции к соответствующей протеиназе выше, чем с треонином[14].

В структуре белка различают следующие домены:

  • N-терминальный соматомедин B-подобный домен (Asp1- Thr44, 44 а.о.)[15] — отвечает за связывание с ингибитором активатора плазминогена-1 (англ. Plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1) и урокиназным рецептором. Содержит четыре дисульфидных связи, восстановление которых значительно снижает сродство витронектина к PAI-1[16].
  • RGD-последовательность (Arg45 — Asp47, 3 а.о.) — последовательность из трех аминокислотных остатков (Arg, Gly и Asp), необходимая для связывания с интегриновыми рецепторами на поверхности клеток[17].
  • Гемопексин-подобные домены (Ala132-Leu459) — два домена, гомологичных доменам гемопексина[18]. Гемопексин — один из гликопротеинов, связывающих и транспортирующих гем. В его структуре различают два домена, каждый из которых содержит четыре гомологичных повтора. Витронектин содержит в своей структуре 5 таких повторов[19]. Гемопексиновые домены позволяют ему связываться с сульфатидами, фосфатидилсерином, холестерол-3-сульфатом, коллагеном 1-го типа и β-эндорфинами[20]. Гемопексиновые повторы также узнаются бактериями S.pyogenes, в результате последние могут связываться с витронектином, получая таким образом защиту от системы комплемента и облегчая себе прикрепление к клеткам хозяина[21].
  • Гепарин-связывающие домены — два гепарин-связывающих участка внутри гемопексиновых повторов (Asp82-Cys137 и Lys175-Asp212), а также основной участок связывания гликозаминогликанов (Ala341-Ala380). Последний, помимо гепарина, связывает также остеонектин, PAI-1, комплексы системы комплемента, плазминоген и коллаген[22]. Ещё один коллаген-связывающий участок локализуется ближе к N-концу, рядом с RGD-последовательностью[23].

Функции

Иммунный ответ

Витронектин влияет на каскад реакций образования мембраноатакующего комплекса системы комплемента — одного из механизмов врожденного иммунитета. Он связывается с C5b-7 комплексом, после чего образование терминального мембраноатакующего комплекса не может быть осуществлено[24]. Он также ингибирует полимеризацию белка С9 системы комплемента, препятствуя тем самым образованию литической поры в мембране атакуемой клетки[25].

Фибринолиз

Витронектин способен регулировать активацию плазминогена. Он имеет два участка связывания с ингибитором активатора плазминогена-1 (PAI-1). Главный из них расположен с N-конца — соматомедин В-подобный домен. С помощью него витронектин связывает и стабилизирует молекулу PAI-1[26]. Это избавляет соответствующие сериновые протеазы — активаторы плазминогена, например, урокиназу — от ингибирующего влияния и позволяет им беспрепятственно расщепить плазминоген, превратив его в активную форму — плазмин, и тем самым активировать процесс фибринолиза.

Коагуляция

Витронектин способен связывать гепарин — гликозаминогликан, одной из функций которого является опосредование взаимодействия антитромбина III с тромбином, ведущее к деактивации последнего. Связывание гепарина витронектином ингибирует его каталитическую функцию, снижая скорость инактивации тромбина[27].

Адгезия и миграция клеток

RGD-последовательность в составе витронектина позволяет ему взаимодействовать с интегриновыми рецепторами. Интегриновые рецепторы — гетеродимеры, состоящие из одной α- и одной β-субъединицы[28]. Витронектин способен связываться с αV-интегринами и интегрином αIIβ3. Взаимодействуя с интегриновыми рецепторами на поверхности клеток, витронектин способствует адгезии клеток к внеклеточному матриксу и их миграции[29], способствуя тем самым заживлению ран, росту злокачественных новообразований и их метастазированию[2].

Роль в патологии

Витронектин, обладая широким спектром физиологических функций, вовлечен в ряд патологических процессов. Так, обнаружена повышенная степень его отложения в стенках атеросклеротических сосудов[30]. Исследования показывают, что витронектин участвует в образовании амилоидных бляшек[31]; его накопление определяется в амилоидных отложениях при болезни Альцгеймера[32], кожном амилоидозе[33], АА-амилоидозе[34] и возрастной макулярной дегенерации[35]. Уровень витронектина в плазме из-за нарушения синтеза снижен при многих заболеваниях печени и может использоваться как маркер синтетической функции этого органа[36]; в то же время, при фиброзах печени различной этиологии и степени наблюдается значительное повышение концентрации витронектина в печеночной ткани[37]. Он играет роль также и в развитии фиброзов других органов[38].

См. также

Примечания

  1. ↑ Zhernossekov D. D., Zolotareva E. N. Structural and functional characteristics of vitronectin and its role in haemostasis (англ.) // Biopolymers and Cell. — 2011. — 20 July (vol. 27, no. 4). — P. 258—263. — ISSN 0233-7657. — doi:10.7124/bc.000107. [исправить]
  2. ↑ 1 2 3 Robert Mecham. The Extracellular Matrix: an Overview. — Springer Science & Business Media, 2011. — 440 p. — ISBN 9783642165559
  3. ↑ Schvartz I., Seger D., Shaltiel S. Vitronectin. (англ.) // The International Journal Of Biochemistry & Cell Biology. — 1999. — May (vol. 31, no. 5). — P. 539—544. — doi:10.1016/s1357-2725(99)00005-9. — PMID 10399314. [исправить]
  4. ↑ Felding-Habermann B., Cheresh D. A. Vitronectin and its receptors. (англ.) // Current Opinion In Cell Biology. — 1993. — October (vol. 5, no. 5). — P. 864—868. — doi:10.1016/0955-0674(93)90036-p. — PMID 7694604. [исправить]
  5. ↑ Preissner K. T., Seiffert D. Role of vitronectin and its receptors in haemostasis and vascular remodeling. (англ.) // Thrombosis Research. — 1998. — 1 January (vol. 89, no. 1). — P. 1—21. — doi:10.1016/s0049-3848(97)00298-3. — PMID 9610756. [исправить]
  6. ↑ Anderson D. H., Hageman G. S., Mullins R. F., Neitz M., Neitz J., Ozaki S., Preissner K. T., Johnson L. V. Vitronectin gene expression in the adult human retina. (англ.) // Investigative Ophthalmology & Visual Science. — 1999. — December (vol. 40, no. 13). — P. 3305—3315. — PMID 10586957. [исправить]
  7. ↑ Seiffert D., Crain K., Wagner N. V., Loskutoff D. J. Vitronectin gene expression in vivo. Evidence for extrahepatic synthesis and acute phase regulation. (англ.) // The Journal Of Biological Chemistry. — 1994. — 5 August (vol. 269, no. 31). — P. 19836—19842. — PMID 7519600. [исправить]
  8. ↑ Hayman E. G., Pierschbacher M. D., Ohgren Y., Ruoslahti E. Serum spreading factor (vitronectin) is present at the cell surface and in tissues. (англ.) // Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America. — 1983. — July (vol. 80, no. 13). — P. 4003—4007. — doi:10.1073/pnas.80.13.4003. — PMID 6191326. [исправить]
  9. ↑ Preissner K. T., Heimburger N., Anders E., Müller-Berghaus G. Physicochemical, immunochemical and functional comparison of human S-protein and vitronectin. Evidence for the identity of both plasma proteins. (англ.) // Biochemical And Biophysical Research Communications. — 1986. — 29 January (vol. 134, no. 2). — P. 951—956. — doi:10.1016/s0006-291x(86)80512-5. — PMID 2418831. [исправить]
  10. ↑ Fink T. M., Jenne D. E., Lichter P. The human vitronectin (complement S-protein) gene maps to the centromeric region of 17q. (англ.) // Human Genetics. — 1992. — March (vol. 88, no. 5). — P. 569—572. — doi:10.1007/BF00219346. — PMID 1372588. [исправить]
  11. ↑ K. Rother, Gerd Till, Gertrud M. Hänsch. The Complement System. — Springer Science & Business Media, 1998. — 564 p. — ISBN 3540618945
  12. ↑ Chen R., Jiang X., Sun D., Han G., Wang F., Ye M., Wang L., Zou H. Glycoproteomics analysis of human liver tissue by combination of multiple enzyme digestion and hydrazide chemistry. (англ.) // Journal Of Proteome Research. — 2009. — February (vol. 8, no. 2). — P. 651—661. — doi:10.1021/pr8008012. — PMID 19159218. [исправить]
  13. ↑ Yu Y., Hoffhines A. J., Moore K. L., Leary J. A. Determination of the sites of tyrosine O-sulfation in peptides and proteins. (англ.) // Nature Methods. — 2007. — July (vol. 4, no. 7). — P. 583—588. — doi:10.1038/nmeth1056. — PMID 17558413. [исправить]
  14. ↑ Tollefsen D. M., Weigel C. J., Kabeer M. H. The presence of methionine or threonine at position 381 in vitronectin is correlated with proteolytic cleavage at arginine 379. (англ.) // The Journal Of Biological Chemistry. — 1990. — 15 June (vol. 265, no. 17). — P. 9778—9781. — PMID 1693616. [исправить]
  15. ↑ Ständker L., Enger A., Schulz-Knappe P., Wohn K. D., Germer M., Raida M., Forssmann W. G., Preissner K. T. Structural and functional characterization of vitronectin-derived RGD-containing peptides from human hemofiltrate. (англ.) // European Journal Of Biochemistry. — 1996. — 15 October (vol. 241, no. 2). — P. 557—563. — doi:10.1111/j.1432-1033.1996.00557.x. — PMID 8917456. [исправить]
  16. ↑ Zhou A. Functional structure of the somatomedin B domain of vitronectin. (англ.) // Protein Science : A Publication Of The Protein Society. — 2007. — July (vol. 16, no. 7). — P. 1502—1508. — doi:10.1110/ps.072819107. — PMID 17567740. [исправить]
  17. ↑ D'Souza S. E., Ginsberg M. H., Plow E. F. Arginyl-glycyl-aspartic acid (RGD): a cell adhesion motif. (англ.) // Trends In Biochemical Sciences. — 1991. — July (vol. 16, no. 7). — P. 246—250. — doi:10.1016/0968-0004(91)90096-e. — PMID 1926332. [исправить]
  18. ↑ Hunt L. T., Barker W. C., Chen H. R. A domain structure common to hemopexin, vitronectin, interstitial collagenase, and a collagenase homolog. (англ.) // Protein Sequences & Data Analysis. — 1987. — Vol. 1, no. 1. — P. 21—26. — PMID 2451821. [исправить]
  19. ↑ Piccard H., Van den Steen P. E., Opdenakker G. Hemopexin domains as multifunctional liganding modules in matrix metalloproteinases and other proteins. (англ.) // Journal Of Leukocyte Biology. — 2007. — April (vol. 81, no. 4). — P. 870—892. — doi:10.1189/jlb.1006629. — PMID 17185359. [исправить]
  20. ↑ Yoneda A., Ogawa H., Kojima K., Matsumoto I. Characterization of the ligand binding activities of vitronectin: interaction of vitronectin with lipids and identification of the binding domains for various ligands using recombinant domains. (англ.) // Biochemistry. — 1998. — 5 May (vol. 37, no. 18). — P. 6351—6360. — doi:10.1021/bi972247n. — PMID 9572850. [исправить]
  21. ↑ Liang O. D., Preissner K. T., Chhatwal G. S. The hemopexin-type repeats of human vitronectin are recognized by Streptococcus pyogenes. (англ.) // Biochemical And Biophysical Research Communications. — 1997. — 19 May (vol. 234, no. 2). — P. 445—449. — doi:10.1006/bbrc.1997.6663. — PMID 9177290. [исправить]
  22. ↑ Liang O. D., Rosenblatt S., Chhatwal G. S., Preissner K. T. Identification of novel heparin-binding domains of vitronectin. (англ.) // FEBS Letters. — 1997. — 28 April (vol. 407, no. 2). — P. 169—172. — doi:10.1016/s0014-5793(97)00330-x. — PMID 9166893. [исправить]
  23. ↑ Ishikawa-Sakurai M., Hayashi M. Two collagen-binding domains of vitronectin. (англ.) // Cell Structure And Function. — 1993. — August (vol. 18, no. 4). — P. 253—259. — doi:10.1247/csf.18.253. — PMID 7507412. [исправить]
  24. ↑ Dahlbäck B., Podack E. R. Characterization of human S protein, an inhibitor of the membrane attack complex of complement. Demonstration of a free reactive thiol group. (англ.) // Biochemistry. — 1985. — 23 April (vol. 24, no. 9). — P. 2368—2374. — doi:10.1021/bi00330a036. — PMID 2581612. [исправить]
  25. ↑ Johnson E., Berge V., Høgåsen K. Formation of the terminal complement complex on agarose beads: further evidence that vitronectin (complement S-protein) inhibits C9 polymerization. (англ.) // Scandinavian Journal Of Immunology. — 1994. — March (vol. 39, no. 3). — P. 281—285. — doi:10.1111/j.1365-3083.1994.tb03372.x. — PMID 7510414. [исправить]
  26. ↑ Zhou A., Huntington J. A., Pannu N. S., Carrell R. W., Read R. J. How vitronectin binds PAI-1 to modulate fibrinolysis and cell migration. (англ.) // Nature Structural Biology. — 2003. — July (vol. 10, no. 7). — P. 541—544. — doi:10.1038/nsb943. — PMID 12808446. [исправить]
  27. ↑ Preissner K. T., Müller-Berghaus G. S protein modulates the heparin-catalyzed inhibition of thrombin by antithrombin III. Evidence for a direct interaction of S protein with heparin. (англ.) // European Journal Of Biochemistry. — 1986. — 2 May (vol. 156, no. 3). — P. 645—650. — doi:10.1111/j.1432-1033.1986.tb09626.x. — PMID 3699029. [исправить]
  28. ↑ Hynes R. O. Integrins: bidirectional, allosteric signaling machines. (англ.) // Cell. — 2002. — 20 September (vol. 110, no. 6). — P. 673—687. — doi:10.1016/s0092-8674(02)00971-6. — PMID 12297042. [исправить]
  29. ↑ Stefansson S., Lawrence D. A. The serpin PAI-1 inhibits cell migration by blocking integrin alpha V beta 3 binding to vitronectin. (англ.) // Nature. — 1996. — 3 October (vol. 383, no. 6599). — P. 441—443. — doi:10.1038/383441a0. — PMID 8837777. [исправить]
  30. ↑ van Aken B. E., Seiffert D., Thinnes T., Loskutoff D. J. Localization of vitronectin in the normal and atherosclerotic human vessel wall. (англ.) // Histochemistry And Cell Biology. — 1997. — April (vol. 107, no. 4). — P. 313—320. — doi:10.1007/s004180050116. — PMID 9151113. [исправить]
  31. ↑ Shin T. M., Isas J. M., Hsieh C. L., Kayed R., Glabe C. G., Langen R., Chen J. Formation of soluble amyloid oligomers and amyloid fibrils by the multifunctional protein vitronectin. (англ.) // Molecular Neurodegeneration. — 2008. — 21 October (vol. 3). — P. 16—16. — doi:10.1186/1750-1326-3-16. — PMID 18939994. [исправить]
  32. ↑ Akiyama H., Kawamata T., Dedhar S., McGeer P. L. Immunohistochemical localization of vitronectin, its receptor and beta-3 integrin in Alzheimer brain tissue. (англ.) // Journal Of Neuroimmunology. — 1991. — April (vol. 32, no. 1). — P. 19—28. — doi:10.1016/0165-5728(91)90067-h. — PMID 1705945. [исправить]
  33. ↑ Dahlbäck K., Löfberg H., Dahlbäck B. Immunohistochemical studies on vitronectin in elastic tissue disorders, cutaneous amyloidosis, lichen ruber planus and porphyria. (англ.) // Acta Dermato-venereologica. — 1988. — Vol. 68, no. 2. — P. 107—115. — PMID 2453988. [исправить]
  34. ↑ Dahlbäck K., Löfberg H., Dahlbäck B. Immunohistochemical demonstration of vitronectin in association with elastin and amyloid deposits in human kidney. (англ.) // Histochemistry. — 1987. — Vol. 87, no. 6. — P. 511—515. — doi:10.1007/BF00492465. — PMID 2447039. [исправить]
  35. ↑ Johnson L. V., Leitner W. P., Staples M. K., Anderson D. H. Complement activation and inflammatory processes in Drusen formation and age related macular degeneration. (англ.) // Experimental Eye Research. — 2001. — December (vol. 73, no. 6). — P. 887—896. — doi:10.1006/exer.2001.1094. — PMID 11846519. [исправить]
  36. ↑ Inuzuka S., Ueno T., Torimura T., Tamaki S., Sakata R., Sata M., Yoshida H., Tanikawa K. Vitronectin in liver disorders: biochemical and immunohistochemical studies. (англ.) // Hepatology (Baltimore, Md.). — 1992. — April (vol. 15, no. 4). — P. 629—636. — doi:10.1002/hep.1840150413. — PMID 1372581. [исправить]
  37. ↑ Koukoulis G. K., Shen J., Virtanen I., Gould V. E. Vitronectin in the cirrhotic liver: an immunomarker of mature fibrosis. (англ.) // Human Pathology. — 2001. — December (vol. 32, no. 12). — P. 1356—1362. — doi:10.1053/hupa.2001.29675. — PMID 11774169. [исправить]
  38. ↑ Reilly J. T., Nash J. R. Vitronectin (serum spreading factor): its localisation in normal and fibrotic tissue. (англ.) // Journal Of Clinical Pathology. — 1988. — December (vol. 41, no. 12). — P. 1269—1272. — doi:10.1136/jcp.41.12.1269. — PMID 2465316. [исправить]

Литература

  • Robert Mecham. The Extracellular Matrix: an Overview. — Springer Science & Business Media, 2011. — 440 p. — ISBN 9783642165559
  • Alan D. Michelson. Platelets. — Academic Press, 2012 — p. 408 — ISBN 9780123878373
  • Roy Zent, Ambra Pozzi. Cell-Extracellular Matrix Interactions in Cancer. — Springer Science & Business Media, 2010. — Ch.7: Vitronectin-binding integrins in cancer. — ISBN 9781441908148
  • R. K. Freinkel, D.T. Woodley. The Biology of the Skin. — CRC Press, 2001. — p. 337-338. — ISBN 1850700060

Ссылки