Гликопротеиды – это белки, молекулы которых связаны с короткими разветвленными цепями углеводов.
Фибронектин – гликопротеид, который можно найти в большинстве тканей организма человека. Он выступает в роли своего рода системы связи между клетками и внеклеточным матриксом. Белок в составе этого соединения кодируется всего одним геном, но благодаря альтернативному сплайсингу (преобразованию молекулы РНК) получается минимум 20 изоформ (разных форм одного белка). В крови и других биологических жидкостях он присутствует в растворимой форме, а во внеклеточном матриксе – в нерастворимой. Причем, в первом случае он синтезируется клетками печени, а во втором – фибробластами и эндотелиоцитами (клетками, выстилающими изнутри стенки кровеносных сосудов).
Как и положено опытному связисту, фибронектин взаимодействует со многими компонентами внеклеточного матрикса, включая белки, гликозаминогликаны, другие молекулы, рецепторы на поверхности клеток. За счет этого он влияет на клеточную адгезию, дифференцировку, рост, миграцию. Он играет роль в эпителиально-мезенхимальном переходе – когда клетки эпителия превращаются в мезенхимальные. Этот процесс важен во время развития эмбриона, а у взрослых людей – при заживлении ран. В то же время, если фибронектин по каким-то причинам функционирует неправильно, это приводит к чрезмерному рубцеванию, появлению опухолей, фиброза и пороков развития .
Фибулины стали известны ученым относительно недавно: первый был открыт в 1989 году. Сейчас это семейство белков внеклеточного матрикса насчитывает семь членов с различающимися структурами и функциями. Известно, что фибулины участвуют в сборке эластиновых волокон и поддерживают их нормальную работу. Они, как мостики, соединяют другие крупные молекулы и за счет этого, в частности, стабилизируют эластические волокна и базальные мембраны. Недаром название этих гликопротеидов происходит от латинского слова fibula, что переводится как «застежка» или «пряжка».
Фибулины могут связываться с некоторыми белками в базальных мембранах, тропоэластином, фибриллином, фибронектином, протеогликанами. Ученые продолжают исследовать биологическую роль этих соединений и используют для этого генетически модифицированных мышей, обследуют людей с определенными генетическими заболеваниями. Фибулины, как и многие другие компоненты внеклеточного матрикса, есть во многих тканях, и поломки в их генах способны в том числе отражаться на коже. Например, у мышей с дефицитом фибулина-5 (он играет важную роль в сборке эластических волокон) извитая аорта, эмфизема легких и дряблая кожа. У людей с точечной мутацией в обеих копиях гена фибулина-5 развивается тяжелое состояние, известное как cutis laxa – когда из-за недостатка эластических волокон кожа становится дряблой и свободно свисает складками .
Фибриллины – семейство, состоящее из трех гликопротеидов. В дерме они формируют микрофибриллы – каркасы, к которым прикрепляется эластин. Первым, еще до рождения, начинает работать фибриллин-2. Он отвечает за раннюю сборку эластических волокон. Фибриллин-1 подключается позже. Функции фибриллина-3 пока изучены плохо.
Как и все структуры внеклеточного матрикса, микрофибриллы фибриллина – не просто каркас, они способны влиять на другие молекулы и клетки. Самая известная их функция в этом плане – регуляция передачи сигнала TGF-β (трансформирующего фактора роста β). Когда этот последний запускает свой сигнальный путь, он останавливает клеточный цикл, заставляет клетку специализироваться (дифференцироваться) или способствует запрограммированной клеточной смерти (апоптозу). Фибриллиновые микрофибриллы регулируют распространение TGF-β во внеклеточном матриксе, его хранение и высвобождение (биодоступность) .
Ламинины – один из компонентов базальной мембраны, о них шла речь в предыдущей главе. Во внеклеточном матриксе эти гликопротеиды играют важную роль в пролиферации, дифференцировке и миграции клеток.
Витронектин – многофункциональный гликопротеин, его обнаруживают во внеклеточном матриксе и крови. Он способен связываться с гликозаминогликанами, коллагеном, плазминогеном, интегринами, ингибитором активатора плазминогена-1, урокиназным рецептором активатора плазминогена. За счет связывания с компонентами комплемента, гепарином и комплексами тромбин-антитромбин III, он участвует в иммунном ответе и влияет на формирование кровяных сгустков. А за счет взаимодействия с рецептором интегрина αvβ3 витронектин участвует в адгезии и миграции клеток. Иными словами, это еще одно соединение, которое служит для связи между клетками дермы и внеклеточным матриксом .