Den laminin er et protein som er den ekstracellulære matriks av basalmembran av epitelvev i virveldyr. Denne typen proteiner gir en bindende støtte mellom cellene i bindevevet, slik at de fungerer i samholdet og komprimeringen av disse.
Generelt er lamininer ansvarlige for å bestille det intrikate protein-nettverket som utgjør den ekstracellulære matrisen eller kjellermembranen til vev. Lamininer er vanligvis funnet assosiert med proteiner som kollagen, proteoglykaner, entaktiner og heparansulfater.
Lamininer og deres deltakelse i kjellermembranen til virveldyr (Kilde: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
Denne kompliserte kjellermembranen, bestilt av lamininer, skiller epiteldelene i vevene, det vil si at hver ekstracellulær matrise skiller endotelet fra mesotelet og den ekstracellulære matrisen til mesotelet skiller dette laget fra epitelet.
Mye forskning har vist at uttrykket av muterte laminingener potensielt er dødelig for en celle, siden de også er ansvarlige for å regulere nesten alle de komplekse interaksjonene som oppstår i kjellermembranen.
Det er et stort mangfold av lamininfamilier i alle virveldyr. Disse varierer i sammensetning, form, funksjon og opprinnelse. I det samme individet, i forskjellige vev, kan forskjellige lamininer finnes, hver og en tilpasset miljøet til vevet som uttrykker det.
Kjennetegn på lamininer
Laminin-monomerer eller enheter består av en heterotrimer av tre forskjellige glykoproteinkjeder. Disse proteinene inneholder mange forskjellige domener (multidomains) og er en essensiell del av den tidlige embryonale utviklingen av vev.
Den vanlige formen på lamininer er et slags "kors" eller "Y", selv om noen er formet som en lang stang med fire grener. Denne lille variasjonen gjør at hver type laminin kan regulere riktig integrasjon fra hvilken som helst posisjon i vevet.
Lamininer har en høy molekylvekt, som kan variere avhengig av typen laminin, fra 140 til 1000 kDa.
Generelt har hver kjellermembran en eller flere forskjellige typer lamininer i seg, og noen forskere foreslår at lamininer bestemmer en stor del av den fysiologiske funksjonen til kjellermembranene i vevet der de finnes.
Hos virveldyr har det blitt funnet minst 15 forskjellige typer lamininer, klassifisert i en familie, siden de er dannet fra samme trimere, men med forskjellige kombinasjoner. Hos virvelløse dyr mellom 1 og 2 forskjellige trimmere er funnet.
Aktuelle studier antyder at lamininene til alle virveldyr dyr oppsto gjennom differensieringen av ortologe gener, det vil si at alle genene som koder for lamininer har en felles opprinnelse fra virvelløse dyr.
Struktur
Til tross for det store antall funksjoner som lamininer regulerer, har de en ganske enkel struktur som for det meste er bevart blant de forskjellige typene som er kjent.
Hver laminin består av tre forskjellige kjeder sammenvevd med hverandre og danner en slags "sammenvevd fiber". Hver av de tre kjedene er identifisert som alfa (α), beta (β) og gamma (γ).
Dannelsen av trimmeren for hvert laminin avhenger av foreningen av C-terminalregionen til hver av dens kjeder. Inne i hvert molekyl er disse kjedene paret gjennom peptidbindinger og tre disulfidbroer som gir strukturen stor mekanisk styrke.
Skjematisk diagram over strukturen til et laminin (Kilde: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
Observasjoner gjort ved elektronmikroskopi av de typiske lamininmonomerer har detaljert at strukturen er et slags asymmetrisk kors som har en lang arm på omtrent 77 nm (nanometer) preget av en fremtredende kuleform i en av endene.
I tillegg blir tre korte armer observert, to ved omtrent 34 nm og en ved omtrent 48 nm. Hver arm ender i en kule ende, lik hovedkjeden, men mindre i størrelse.
Forskjellen mellom de forskjellige typer lamininer skyldes hovedsakelig forskjellene i a-kjedene, som kan brette seg på minst tre forskjellige måter; selv om det for øyeblikket er identifisert variasjoner for alle kjeder:
- 5 forskjellige varianter eller kjeder av laminin α
- 3 varianter av β-kjeder
- 3 varianter for γ-kjeder
Egenskaper
Den viktigste og ofte studerte funksjonen til lamininer er for interaksjon med reseptorene som forankrer seg på cellemembranene i celler ved siden av kjellermembranene der de finnes.
Denne interaksjonen får disse proteinene til å være involvert i reguleringen av flere cellulære aktiviteter og signalveier. Det skal nevnes at deres funksjoner avhenger av deres interaksjon med spesifikke reseptorer på celleoverflaten (mange av membranreseptorene er for tiden klassifisert i henhold til deres evne til å binde seg til lamininer).
Integriner er reseptorer som samhandler med lamininer, og "ikke-integriner" reseptorer er de som ikke har evnen til å binde seg til disse proteinene. De fleste reseptorer av typen "ikke-integrin" er proteoglykaner, noen dystroglykaner eller syndekaner.
Modningen av vevene i kroppsorganene skjer med en erstatning av tidlige lamininer, som opprinnelig ble plassert i kjellermembranen til vevene som utgjorde de unge organene.
Blant lamininene er den typen som er studert mest laminin-1, som er direkte knyttet til veksten av aksoner av praktisk talt hvilken som helst type nevron under in vitro forhold, siden disse regulerer bevegelsen av "vekstkjeglen" i overflaten av nevroner.
Nomenklatur og typer
Biokjemikere anser lamininfamilien som en veldig stor proteinfamilie, hvorav få av medlemmene fortsatt er kjent. Imidlertid vil moderne verktøy gjøre det mulig å skimte nye typer lamininer på kort tid.
Slike proteiner identifiseres hver med et tall, starter med at 1 avslutter nummereringen ved 15 (laminin-1, laminin-2 … laminin-15).
En annen type nomenklatur brukes også, som indikerer hvilken type kjede hver laminin har. For eksempel er laminin-11 sammensatt av en alfa- (a) -5-kjede, en beta (β) -2-kjede og en gamma (y) -1-kjede, så den kan kalles laminin-521.
I tillegg er hvert laminin klassifisert i henhold til funksjonen det er assosiert med og også i henhold til det spesifikke vevet i kroppen det deltar i. Noen eksempler på lamininer er:
- Lamina-1: involvert i epitelutvikling
- Laminin-2: involvert i den myogene utviklingen av alle vev, det perifere nervesystemet og matrisen til glomeruli.
- Lamina-3: deltar i myo-sene kryss
- Lamina-4: fungerer i de neuromuskulære veikryssene og i mesangialmatrisen til glomeruli
- Laminin-5, 6 og 7: de virker fortrinnsvis på epidermalt vev.
referanser
- Miner, JH, & Yurchenco, PD (2004). Laminin fungerer i vevsmorfogenese. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255-284.
- Rasmussen, DGK, & Karsdal, MA (2016). Laminins. I Biochemistry of Collagener, Laminins and Elastin (s. 163-196). Academic Press.
- Sasaki, T., Fässler, R., & Hohenester, E. (2004). Laminin: kjernen i kjellermembranenheten. Journal of cell biology, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J., & Martin, GR (1983). Laminin-et multifunksjonelt protein fra kjellermembraner. Trends in Biochemical Sciences, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, & Martin, GR (1979). Laminin - et glykoprotein fra kjellermembraner. Journal of Biologisk kjemi, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). Familien laminin. Gjeldende mening i cellebiologi, 5 (5), 877-882.