Mi az extracelluláris mátrix?

ECM összetétele

Az ECM a fehérjék és a glikozaminoglikánok (negatív töltésű poliszacharidok osztálya) komplex keveréke. Három anyagkategóriából áll:

1. A glikozaminoglikánok és azok proteoglikánjai, amelyek ellenállnak a nyomóerőknek
2. Adhezív glikoproteinek (laminin, fibronektin, tenaszcin, nidogén)
3. Szálas fehérje, amely szakítószilárdságot biztosít (kollagének, elasztin)

Glikózaminoglikánok (GAG)

A GAG-k eredetileg elsősorban arról szóltak, hogy “térkitöltők” az ECM-ben. Újabban kimutatták, hogy aktív jelzőmolekulák, amelyek szerepe a különféle sejtes folyamatokban (ideértve a citokintermelést, a leukocita-toborzást és a gyulladásos reakciót) fontos a sejtek sorsának szabályozásában7. két bázikus szacharid: egy amino-cukor és egy uronsav 2,3. Az amino-cukor jellemzően N-acetil-D-glükózamin (D-GlcNAc) vagy N-acetil-D-galaktozamin (D-GalNAc). sav vagy D-glükuronsav (D-GlcA) vagy L-iduronsav (L-IdoA) 7. Ezek a bázikus komponensek epimerizációval, szulfatálással és dezacetilezéssel tovább variálhatjuk. A szénhidrátlánc sorrendje és a többi kémiai módosítás meghatározza azok specifitását és funkcionalitását7.

A hialuronán a legegyszerűbb GAG, mivel nem szulfatált, nem megy keresztül epimerizáción, és módosítatlan diszacharid ismétlésből áll. . Emellett tipikusan nem kapcsolódik kovalensen egyetlen fehérjéhez sem. A többi GAG a kondroitin-szulfát (CS), a dermatán-szulfát (DS), a keratán-szulfát (KS) és a heparán-szulfát (HS). Ez a négy GAG tipikusan kovalensen kapcsolódik a fehérjékhez, hogy proteoglikánokat képezzenek. A kondroitint és a heparán-szulfátot nagymértékben módosítják az 1,2,3-es szulfatálás.

Proteoglikánok

A proteoglikán egy magfehérjéből áll, egy vagy több kovalensen kapcsolt GAG-val. Szekréciós granulátumokban tárolják, beillesztik a plazmamembránba vagy szekretálják az ECM8-ba. A 2. táblázat számos proteoglikánt sorol fel, molekulasúlyukkal, GAG-láncukkal és szöveti lokalizációjukkal együtt.

2. táblázat: Az ECM8-ban jelen lévő proteoglikánok

Glikoproteinek

Laminin

Jelenleg 15 ismert heterotrimer laminin6 található. A laminin α, β és γ láncokból áll, amelyekből 5 α, 4 β és 6 γ lánc található2. Keresztszerű szerkezete van, 3 rövid karral és 1 hosszú karral. Az α-láncok nagy gömb alakú doménnel rendelkeznek, amelyet a C-végén G-doménnek neveznek. Ez a tartomány 3 LG tartományból (LG1-LG3) áll, összekapcsolva egy összekötő régióval további két LG tartományhoz (LG4-LG5).Az integrinek kötődnek az LG1-3-hoz, a dystroglycan pedig az LG4-LG5-hez. Kimutatták, hogy a heparán-szulfát az α1 lánc LG4-hez kötődik. A laminin az alagsori mátrix egyik alkotóeleme; azonban a jelen lévő laminin izoformája a szövettől függően változik2. A laminin-1 forma a legelterjedtebb a korai fejlődés során, és α1, β1 és γ1 láncokból áll. kDa. Oldható formában létezik a vérben és a testnedvekben, valamint az ECM fibrilláiban. Megköti a kollagént, a heparint, más fibronektin fehérjéket és a sejtfelszíni integrineket. A fibronektin az arginin, a glicin és az aszparaginsav (RGD) 2,3 tri-peptid motívumán keresztül köti az integrineket.

Rostos fehérjék

Kollagén

A kollagének az ECM1 fő szerkezeti eleme. Ezek a bőrben és a csontban a legelterjedtebb fehérjék, amelyek a teljes fehérjetömeg 25% -át teszik ki2. A kollagének állványzatot biztosítanak a laminin, a proteoglikánok és a sejtfelszíni receptorok rögzítéséhez1. A gerincesekben eddig huszonnyolc kollagén típust (I – XXVIII) azonosítottak1. A kollagének hármas helikális fehérjék, amelyek a polipeptidláncok homotrimereiből vagy heterotrimereiből alakulnak ki, amelyeket α-láncoknak nevezünk. Az α-láncoknak három aminosav-ismétlése van a Gly-XY-ben, ahol X tipikusan prolin, Y pedig 4-hidroxi-propolin (poszttranszlációs úton módosított prolin) 1,2.

Szupramolekuláris felépítésük alapján ezek a típusok a következőkre oszlanak: ; kiemelkedő a csontban, a bőrben, az inakban, az ínszalagokban és a porcokban. A fibrillák átmérője 10-30 nm, az összeillesztett kollagén rostok átmérője pedig 500-3000 nm lehet.

Elasztin

Az elasztin, amint a neve is mutatja, rugalmasságot nyújt az ECM számára. Tropoelasztin, 72 kDa-os prekurzor fehérje formájában termelődik, és kiválasztódik a sejtből. Az extracelluláris térben más elasztinmolekulákkal keresztkötve lapokat és rostokat képez. Az elasztin az elsődleges ECM fehérje, amely jelen van az artériákban, ahol száraz tömegük 50% -át teszi ki2.