抗衰蛋白FN
高分子糖蛋白
抗衰蛋白FN(fibronectin),又称纤维连接蛋白,是一种大分子糖蛋白。
抗衰蛋白FN于1974年被国外研究发现,具有多种生物学功能。其分子量约为450KD,广泛存在于动物组织和组织液中。在细胞外基质中,纤连蛋白以血浆FN、细胞FN和胎儿FN三种形式存在。在人体中,纤连蛋白共有20余种形式,广泛分布于血液、体液以及各种组织中。作为细胞外基质(ECM)的重要组成部分,纤连蛋白(FN)在调节细胞活动过程中起着关键作用,同时也是维持和指导组织结构以及ECM组成的重要支架蛋白。作为重要的黏附分子之一,纤连蛋白与细胞膜上的整合素受体结合,调节着细胞的黏附、迁移和增殖等过程。其异常表达与伤口愈合、肿瘤转移、组织器官纤维化等密切相关。
FN简介
大量国内外的研究结果证明,FN分子在进化过程中保守性很强,各种动物体液中的FN具有非常相近的结构、性质和生物学功能,因而不同来源的FN可以相互替代使用。
纤连蛋白是一种细胞外基质中的有机高分子化合物量糖蛋白,主要以三种形式存在,即由肝细胞或内皮细胞生成的血浆FN,由成纤维细胞、早期间充质细胞分泌合成的细胞FN,以及胎盘、羊膜组织中的胎儿FN。FN由两个亚基通过C端的二硫键交联形成,每个亚基的分子量为220~250kDa。
作为细胞外基质中重要的黏附分子之一,纤连蛋白与细胞膜上的整合素受体结合,在调节细胞黏附、迁移、增殖等过程中发挥着重要作用。纤连蛋白的异常表达与伤口愈合、肿瘤转移、组织器官纤维化等密切相关。纤连蛋白的表达受到复杂的细胞信号通路网络控制,其中包括MAPK、PKC、JAK/STAT及JNK等。
作用原理
研究认为,细胞内外微循环障碍、细胞凋亡、免疫系统紊乱、自由基损伤等都会造成细胞衰老,进而影响机体衰老。FN从衰老根源细胞出发,有效缓解细胞衰老。
细胞内外微循环可供给细胞氧气、营养物质及清除废物,微循环障碍作为衰老象征的结果与标志,同时在促进器官、组织和整体衰老中起主要作用。纤连蛋白(fibronectin,FN)能够全面修复各类细胞,激发细胞活力,提升细胞自体代谢功能,调节细胞与细胞间质之间的动态平衡,改善细胞内外微循环。纤连蛋白通过与细胞膜上的整合素受体结合,可以调节细胞的黏附、迁移、增殖,加速新陈代谢,促进细胞更新。
细胞凋亡是机体调控自身细胞增殖和死亡之间平衡的过程,细胞凋亡与衰老密切相关。当细胞丧失新陈代谢能力而不能及时被清除机体时,就会“堵塞”正常细胞的代谢空间,进而干扰新生细胞的产生,最终导致机体衰老。纤连蛋白(FN)通过调节细胞凋亡对衰老起到阻碍作用:一、FN广泛参与细胞的迁移、黏附和增殖过程,促进细胞分裂增殖,更新细胞数量;二、FN调动单核吞噬细胞系统清除死亡细胞及细胞代谢废物,为新生细胞的新陈代谢提供良好的内外环境。
免疫系统紊乱是机体衰老的重要原因。免疫学说认为在衰老过程中,机体的免疫功能明显降低。纤连蛋白(FN)利用其迁移细胞的功能,调动T淋巴细胞与B淋巴细胞有序分布,刺激淋巴细胞产生免疫抗体,从而改善机体的免疫系统,阻碍机体衰老。0
机体有氧代谢过程中不断产生臭氧自由基(活性氧),它有很强的氧化作用,会破坏生物膜(质膜、细胞膜)与蛋白质结构,扰乱内分泌与免疫系统,加速机体衰老进程。纤连蛋白(FN)具有刺激细胞合成、分泌超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶的功能,在抗氧化酶的活性与浓度降低时,它能够利用其信号传导机制向细胞发出合成超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶的信息,再通过细胞膜的“外排”特性,将超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶释放到细胞外,清除机体内过多的超氧自由基,抑制氧化作用,保护生物膜(质膜、细胞膜)与蛋白质结构,延缓机体衰老。
获得奖项
2012年,英国科学家约翰·戈登与日本科学家山中伸弥共同获得诺贝尔生理学或医学奖。他们在“体细胞重编程技术”领域做出了革命性贡献,彻底改变了人们对细胞和器官生长的理解。他们认为,一些引导细胞运行的蛋白质(比如纤连蛋白,fibronectin,FN)能够有助于成熟体细胞的重编程,因为重编程过程需要良好的细胞信号传导机制。
2013年10月7日,诺贝尔奖官方网站报道,2013诺贝尔生理学或医学奖今日公布,得主为美国科学家詹姆斯·罗斯曼兰迪·谢克曼德国科学家托马斯·聚德霍夫因,得奖原因是他们解开了细胞内的运输机制之谜。
生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子的工厂。比如,胰岛素在这里被制造出来并释放进入血液当中,神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些分子在细胞内都是以“小包”的形式传递的,这就是“细胞囊泡”。他们发现纤连蛋白(fibronectin,FN)可以让囊泡实现与其目标细胞膜的对接和融合。在融合过程中,囊泡上的纤连蛋白和细胞膜上的纤连蛋白相互结合,就像分开的拉链相互咬合一样,确保了各种物质只会被运输到设定的位置上而不会出现错误。这一机制不管是在内部细胞器之间的运输,还是向外的运输过程中都会起作用。
除了发现地理位置上精准输送的机制外,他们还发现时间上的精准输送机制。从上世纪90年代起,托马斯·苏德霍夫便开始在神经细胞中寻找对钙离子敏感的蛋白质。最终他识别出一种分子机制,其会对注入的钙离子做出反应,并控制邻近的纤连蛋白(fibronectin,FN)迅速让囊泡与神经细胞的外部细胞膜相结合。于是“拉链”打开了,信号物质被释放出去。托马斯·聚德霍夫的发现解释了这种细胞传输的时间精确性是如何实现的,以及囊泡中的物质是如何实现受控地释放。
目录
概述
FN简介
作用原理
获得奖项
参考资料