A laminin egy fehérje, amely a gerinces állatok hámszöveteinek alapmembránjának extracelluláris mátrixa. Az ilyen típusú protein kötőtámaszt nyújt a kötőszövetek sejtjei között, így ezek összetartozásában és tömörítésében működnek.
Általában a lamininok felelnek a bonyolult proteinhálózat megrendeléséért, amely a szövetek extracelluláris mátrixát vagy alapelemeit képezi. A laminineket általában olyan fehérjékkel társítják, mint például kollagén, proteoglikánok, entaktinek és heparán-szulfátok.
Lamininek és részvétele a gerinces állatok membránjában (Forrás: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) a Wikimedia Commons segítségével)
Ez a bonyolult alapanyag, amelyet lamininok rendelnek el, elválasztja a szövetek hámrészeit, azaz minden extracelluláris mátrix elválasztja az endotéliumot a mezotéliumtól, és a mezotelium extracelluláris mátrixa elválasztja ezt a réteget az epitéliumtól.
Sok kutatás kimutatta, hogy a mutált laminin gének expressziója potenciálisan halálos lehet egy sejtre, mivel ők felelnek az alapmembránon belül zajló szinte minden komplex kölcsönhatás szabályozásáért is.
A gerincesekben a laminin családok nagyon sokféleségben vannak. Ezek összetételükben, formában, funkciójukban és eredetükben változnak. Ugyanazon egyénnél, különböző szövetekben különböző lamininok találhatók, amelyek mindegyike adaptálódik az azt kifejező szövetek környezetéhez.
A laminok jellemzői
A laminin monomerek vagy egységek három különböző glikoprotein láncból álló heterotrimerből állnak. Ezek a fehérjék sok különböző domént (multidomainek) tartalmaznak, és nélkülözhetetlen részei a szövetek korai embrionális fejlődésének.
A lamininok általános alakja egyfajta "kereszt" vagy "Y", bár egyesek egy hosszú, négy ágú oszlop alakúak. Ez a kis eltérés lehetővé teszi az egyes laminin típusok számára, hogy a szövet bármely helyzetéből a megfelelő integrációt szabályozzák.
A lamininek nagy molekulatömege változik, a laminin típusától függően, 140-1000 kDa-ig.
Általában az egyes alapmembránok egy vagy több különféle típusú laminint tartalmaznak, és egyes tudósok azt javasolják, hogy a lamininok meghatározzák a szövet alapanyagú membránjainak fiziológiai funkciójának nagy részét, ahol megtalálják őket.
A gerinces állatokon legalább 15 különböző típusú laminint találtak, amelyeket egy családba soroltak, mivel ugyanazon trimerekből készültek, de különböző kombinációkkal. A gerinctelen állatokon 1 és 2 különböző trimert találtak.
A jelenlegi tanulmányok azt sugallják, hogy az összes gerinces állat lamininja az ortológikus gének differenciálódása révén jött létre, vagyis az összes olyan gén, amelyek a lamininokat kódolják, közös eredetűek gerinctelen állatokból.
Szerkezet
Annak ellenére, hogy a sok funkciót a laminálók szabályozzák, meglehetősen egyszerű felépítésük van, amely nagyrészt megőrizhető az ismert különféle típusok között.
Mindegyik lamin három különböző, egymással összefonódott láncból áll, amelyek egyfajta "összefonódott szálat" képeznek. A három láncot mind alfa (α), béta (β) és gamma (γ) azonosítják.
Az egyes lamininok trimmerének kialakulása az egyes láncok C-terminális régiójának összekapcsolódásától függ. Mindegyik molekulán belül ezeket a láncokat peptidkötések és három diszulfidhíd összekapcsolják, amelyek a szerkezethez nagy mechanikai szilárdságot adnak.
A laminin szerkezetének vázlatos rajza (Forrás: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) a Wikimedia Commons segítségével)
A tipikus laminin-monomerek elektronmikroszkópos vizsgálatával részletesen kimutatták, hogy a szerkezet egyfajta aszimmetrikus kereszt, amelynek hossza kb. 77 nm (nanométer), és egyik végénél kiemelkedő gömb alakú forma jellemzi.
Ezenkívül három rövid karot is megfigyeltünk, kettőt körülbelül 34 nm-en és egyet kb. 48 nm-en. Mindegyik kar gömbvégű véget ér, hasonlóan a fő lánchoz, de mérete kisebb.
A különféle lamin típusok közötti különbség elsősorban az α láncok különbségeinek köszönhető, amelyek legalább három különböző módon hajlamosak; bár jelenleg minden láncban eltéréseket találtak:
- 5 különböző variáció vagy lánc a lamininból
- A β-láncok 3 variációja
- 3 variáció az γ-láncokra
Jellemzők
A lamininok legfontosabb és leggyakrabban tanulmányozott funkciója az olyan kölcsönhatásokkal való kölcsönhatás, amelyek magukhoz rögzítik azokat az sejteket, amelyek az alapmembránok melletti sejtek membránjaiban helyezkednek el, ahol megtalálhatók.
Ez a kölcsönhatás miatt ezeket a fehérjéket bevonja a több sejt aktivitás és a jelátviteli út szabályozásába. Meg kell említeni, hogy funkcióik függnek a sejtfelszínen levő specifikus receptorokkal való kölcsönhatásuktól (sok membránreceptor jelenleg osztályozásra kerül, mivel képesek kötődni a lamininokhoz).
Az integrinek olyan receptorok, amelyek kölcsönhatásba lépnek a lamininokkal, és a "nem integrinek" receptorok azok, amelyek nem képesek ezekhez a fehérjékhez kötődni. A „nem integrin” típusú receptorok többsége proteoglikánok, egyes disztroglikánok vagy szindekánok.
A testszervek szöveteinek érése a korai lamininok cseréjével történik, amelyeket eredetileg a fiatalkori szerveket alkotó szövetek alapemembránjában helyeztek el.
A lamininok közül a leginkább vizsgált típus a laminin-1, amely in vitro körülmények között közvetlenül kapcsolódik a gyakorlatilag bármilyen típusú neuron axonjainak növekedéséhez, mivel ezek szabályozzák a "növekedési kúp" mozgását a a neuronok felülete.
Nómenklatúra és típusok
A biokémikusok a laminin családot nagyon nagy fehérjecsaládnak tekintik, amelynek kevés tagja még mindig ismert. A modern eszközök azonban lehetővé teszik az új típusú laminok rövid időn belüli áttekintését.
Az ilyen fehérjék mindegyikét azonosítják egy számmal, kezdve az 1-vel, a 15-ös számozással (laminin-1, laminin-2… laminin-15).
Másik nómenklatúrát is alkalmaznak, amely jelzi az egyes laminok láncának típusát. Például a laminin-11 alfa (α) -5 láncból, béta (β) -2 láncból és gamma (γ) -1 láncból áll, tehát laminin-521-nek nevezhető.
Ezenkívül mindegyik laminint besorolják annak függvényében, amelyhez társul, valamint annak a testnek a szövete alapján, amelyben részt vesz. Néhány példa a laminálásokra:
- Lamina-1: részt vesz az epiteliális fejlődésben
- Laminin-2: részt vesz az összes szövet, a perifériás idegrendszer és a glomerulusok mátrixának myogenikus fejlődésében.
- Lamina-3: részt vesz a myo-ín csatlakozásokban
- Lamina-4: a neuromuszkuláris csomópontokban és a glomerulák mezangiális mátrixában működik
- Laminin-5, 6 és 7: elsősorban az epidermális szövetekre hatnak.
Irodalom
- Miner, JH és Yurchenco, PD (2004). A laminin funkciója a szövetek morfogenezisében. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255-284.
- Rasmussen, DGK és Karsdal, MA (2016). Lamininek. A kollagének, lamininek és elasztin biokémiájában (163-196. Oldal). Academic Press.
- Sasaki, T., Fässler, R., és Hohenester, E. (2004). Laminin: az alapmembrán összeszerelésének lényege. The Journal of cell biology, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J., és Martin, GR (1983). Laminin - az alapmembránok multifunkcionális fehérje. Trends in Biochemical Sciences, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, és Martin, GR (1979). Laminin - az alapmembránokból származó glikoprotein. Journal of Biological Chemistry, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). A laminin család. Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában, 5 (5), 877-882.