Den laminin är ett protein som är den extracellulära matrisen av basalmembran av epiteliala vävnader i vertebrater. Denna typ av protein ger ett bindande stöd mellan cellerna i bindvävnaderna, så att de fungerar i sammanhållningen och kompakteringen av dessa.
Generellt sett är lamininer ansvariga för att beställa det intrikata proteinnätverket som utgör den extracellulära matrisen eller källarmembranet i vävnader. Lamininer förekommer vanligtvis associerade med proteiner såsom kollagen, proteoglykaner, entaktiner och heparansulfater.
Lamininer och deras deltagande i källarmembranet hos ryggradsdjur (Källa: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
Detta komplicerade källarmembran, beställt av lamininer, separerar vävnadens epiteldelar, det vill säga varje extracellulär matris separerar endotelet från mesotelet och den extracellulära matrisen i mesotelet separerar detta skikt från epitelet.
Mycket forskning har visat att uttrycket av muterade laminingener potentiellt är dödligt för en cell, eftersom de också ansvarar för att reglera nästan alla komplexa interaktioner som uppstår i källarmembranet.
Det finns en stor mångfald av lamininfamiljer i alla ryggradsdjur. Dessa varierar i sammansättning, form, funktion och ursprung. I samma individ, i olika vävnader, kan olika lamininer hittas, var och en anpassad till vävnadens miljö som uttrycker den.
Egenskaper hos lamininer
Lamininmonomerer eller enheter består av en heterotrimer av tre olika glykoproteinkedjor. Dessa proteiner innehåller många olika domäner (multidomains) och är en väsentlig del av den tidiga embryonala utvecklingen av vävnader.
Den vanliga formen av lamininer är ett slags "kors" eller "Y", även om vissa är formade som en lång stång med fyra grenar. Denna lilla variation tillåter varje typ av laminin att reglera korrekt integration från vilken position som helst i vävnaden.
Lamininer har en hög molekylvikt, som kan variera beroende på typen av laminin, från 140 till 1000 kDa.
I allmänhet har varje källarmembran en eller flera olika typer av lamininer i sig, och vissa forskare föreslår att lamininer bestämmer en stor del av den fysiologiska funktionen i källarmembranen i vävnaden där de finns.
Hos ryggradsdjur har minst 15 olika typer av lamininer hittats, klassificerade i en familj, eftersom de är bildade av samma trimers, men med olika kombinationer. Hos ryggradslösa djur har 1 till 2 olika trimrar hittats.
Nuvarande studier tyder på att lamininerna hos alla ryggradsdjur uppstod genom differentiering av ortologa gener, det vill säga att alla gener som kodar för lamininer har ett gemensamt ursprung från ryggradslösa djur.
Strukturera
Trots det stora antalet funktioner som lamininer reglerar har de en ganska enkel struktur som till största delen bevaras bland de olika kända typerna.
Varje laminin består av tre olika kedjor sammanflätade med varandra och bildar ett slags "sammanvävd fiber". Var och en av de tre kedjorna identifieras som alfa (a), beta (p) och gamma (y).
Bildningen av trimern för varje laminin beror på sammansättningen av C-terminalregionen i var och en av dess kedjor. Inuti varje molekyl är dessa kedjor parade genom peptidbindningar och tre disulfidbroar som ger strukturen stor mekanisk styrka.
Schematiskt diagram över strukturen för ett laminin (Källa: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
Observationer gjorda genom elektronmikroskopi av typiska lamininmonomerer har detaljerat att strukturen är ett slags asymmetriskt kors som har en lång arm på ungefär 77 nm (nanometer) som kännetecknas av en framstående kulaform vid en av dess ändar.
Dessutom observeras tre korta armar, två vid ungefär 34 nm och en vid ungefär 48 nm. Varje arm slutar i en kula ände, liknande huvudkedjan, men mindre i storlek.
Skillnaden mellan de olika typerna av lamininer beror främst på skillnaderna i a-kedjorna, som kan vikas in på minst tre olika sätt; även om för närvarande variationer har identifierats för alla kedjor:
- 5 olika variationer eller kedjor av laminin a
- 3 variationer av p-kedjor
- 3 varianter för y-kedjor
Funktioner
Den viktigaste och vanligt studerade funktionen av lamininer är interaktionen med receptorerna som förankrar sig på cellmembranen i cellerna intill källarmembranen där de finns.
Denna interaktion gör att dessa proteiner är involverade i regleringen av flera cellulära aktiviteter och signalvägar. Det bör nämnas att deras funktioner beror på deras interaktion med specifika receptorer på cellytan (många av membranreceptorerna klassificeras för närvarande beroende på deras förmåga att binda till lamininer).
Integriner är receptorer som interagerar med lamininer och "icke-integriner" -receptorer är de som inte har förmågan att binda till dessa proteiner. De flesta receptorer av typen "icke-integrin" är proteoglykaner, några dystroglykaner eller syndekanor.
Mognaden av vävnaderna i kroppens organ sker med en ersättning av tidiga lamininer, som ursprungligen hölls i källarmembranet i vävnaderna som utgör de juvenila organen.
Bland lamininerna är den typ som har studerats mest laminin-1, som är direkt kopplad till tillväxten av axoner av praktiskt taget vilken typ av neuron som helst under in vitro-förhållanden, eftersom dessa reglerar rörelsen av "tillväxtkonen" i neurons yta.
Nomenklatur och typer
Biokemister anser att lamininfamiljen är en mycket stor proteinfamilj, av vilka få av dess medlemmar fortfarande är kända. Men moderna verktyg gör det möjligt att skimta nya typer av lamininer på kort tid.
Sådana proteiner identifieras var och en med ett nummer, börjar med att 1 slutar numreringen vid 15 (laminin-1, laminin-2 … laminin-15).
En annan typ av nomenklatur används också, vilket indikerar vilken typ av kedja som varje laminin har. Till exempel består laminin-11 av en alfa- (a) -5-kedja, en beta- (p) -2-kedja och en gamma (y) -1-kedja, så den kan benämnas laminin-521.
Dessutom klassificeras varje laminin enligt den funktion det är förknippat med och även efter den specifika vävnaden i kroppen där den deltar. Några exempel på lamininer är:
- Lamina-1: involverad i epitelutveckling
- Laminin-2: involverad i den myogena utvecklingen av alla vävnader, det perifera nervsystemet och matrisen i glomeruli.
- Lamina-3: deltar i myo-senkorsningar
- Lamina-4: fungerar i de neuromuskulära korsningarna och i mesangialmatrisen hos glomeruli
- Laminin-5, 6 och 7: de verkar företrädesvis på epidermala vävnader.
referenser
- Miner, JH, & Yurchenco, PD (2004). Laminin fungerar i vävnadsmorfogenes. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255-284.
- Rasmussen, DGK, & Karsdal, MA (2016). Lamininer. In Biochemistry of Collagener, Laminins and Elastin (sid. 163-196). Academic Press.
- Sasaki, T., Fässler, R., & Hohenester, E. (2004). Laminin: kärnan i källarmembranenheten. Journal of cell biology, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J., & Martin, GR (1983). Laminin-ett multifunktionellt protein från källarmembran. Trends in Biochemical Sciences, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, & Martin, GR (1979). Laminin - ett glykoprotein från källarmembranen. Journal of Biologisk kemi, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). Familjen laminin. Aktuellt yttrande inom cellbiologi, 5 (5), 877-882.