Laminiini on proteiini, joka on solunulkoisen matriisin tyvikalvon epiteelikudosten selkärankaisissa. Tämäntyyppinen proteiini tarjoaa sitovan tuen sidekudosten solujen välillä, niin että ne toimivat näiden koheesiossa ja tiivistymisessä.
Yleensä laminatiinit ovat vastuussa monimutkaisen proteiiniverkon tilaamisesta, joka muodostaa kudosten solunulkoisen matriisin tai pohjakalvon. Laminiinit havaitaan tyypillisesti liittyneinä proteiineihin, kuten kollageeni, proteoglykaanit, entaktiinit ja heparaanisulfaatit.
Lamiinit ja niiden osallistuminen selkärankaisten kellarimembraaniin (Lähde: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Wikimedia Commonsin kautta)
Tämä monimutkainen pohjakalvo, jonka laminiinit ovat tilanneet, erottaa kudosten epiteeliosat, ts. Kukin solunulkoinen matriisi erottaa endoteelin mesoteliumista ja mesoteliinin solunulkoinen matriisi erottaa tämän kerroksen epiteelistä.
Paljon tutkimuksia on osoitettu, että mutatoituneiden laminaanigeenien ilmentyminen on potentiaalisesti tappava solulle, koska ne vastaavat myös melkein kaikkien kompleksimäärien vuorovaikutusten säätelystä, joita tapahtuu kellarimembraanissa.
Kaikissa selkärankaisissa on paljon laminaattiperheitä. Niiden koostumus, muoto, toiminta ja alkuperä vaihtelevat. Samasta yksilöstä, erilaisissa kudoksissa, löytyy erilaisia laminaineja, joista jokainen on mukautettu sitä ilmentävän kudoksen ympäristöön.
Laminaattien ominaisuudet
Laminiinimonomeerit tai yksiköt koostuvat heterotrimeristä, joka koostuu kolmesta erilaisesta glykoproteiiniketjusta. Nämä proteiinit sisältävät monia erilaisia domeeneja (monidomeeneja) ja ovat olennainen osa kudosten varhaista alkionkehitystä.
Laminaattien yleinen muoto on eräänlainen "risti" tai "Y", vaikka jotkut ovat muodoltaan pitkiä tankoja, joissa on neljä haaraa. Tämä pieni variaatio antaa jokaiselle lamiini- tyypille mahdollisuuden säätää asianmukaista integraatiota kudoksen mistä tahansa kohdasta.
Lamiinilla on korkea molekyylipaino, joka voi vaihdella laminaattityypistä riippuen, välillä 140 - 1000 kDa.
Yleensä jokaisessa kellarimembraanissa on yksi tai useampia erityyppisiä lamiineja, ja jotkut tutkijat ehdottavat, että lamiinit määrittävät suuren osan kudoksen kellarimembraanien fysiologisesta toiminnasta, josta ne löytyvät.
Selkärankaisilla eläimillä on löydetty ainakin 15 erityyppistä laminaania, jotka luokitellaan perheeseen, koska ne on muodostettu samoista trimeereistä, mutta erilaisilla yhdistelmillä. Selkärangattomista eläimistä on löydetty 1 - 2 erilaista trimeeria.
Nykyisten tutkimusten mukaan kaikkien selkärankaisten eläinten laminaatit syntyivät ortologisten geenien erilaistumisen kautta, toisin sanoen kaikilla geeleillä, jotka koodaavat laminaateja, on yhteinen alkuperä selkärangattomista eläimistä.
Rakenne
Huolimatta monista laminaattien säätelemistä funktioista, niiden rakenne on melko yksinkertainen, mikä suurimmaksi osaksi on säilynyt tunnetuissa erityypeissä.
Jokainen laminaatti koostuu kolmesta toisistaan kietoutuneesta ketjusta, jotka muodostavat eräänlaisen "kudotun kuidun". Jokainen kolmesta ketjusta on tunnistettu alfa (a), beeta (p) ja gamma (y).
Kunkin laminaatin trimeerin muodostuminen riippuu kunkin ketjun C-terminaalisen alueen liitoksesta. Kunkin molekyylin sisällä nämä ketjut on pariksi peptidisidoksia ja kolme disulfidisiltaa, jotka antavat rakenteelle suuren mekaanisen lujuuden.
Kaavio lamiinin rakenteesta (Lähde: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Wikimedia Commonsin kautta)
Tyypillisten laminiinimonomeerien elektronimikroskopialla tehdyt havainnot ovat yksityiskohtaisesti osoittaneet, että rakenne on eräänlainen epäsymmetrinen risti, jonka pitkä varsi on noin 77 nm (nanometriä), jolle on tunnusomaista näkyvä pallokuvio sen päässä.
Lisäksi havaitaan kolme lyhyttä vartta, kaksi noin 34 nm: ssä ja yksi noin 48 nm: ssä. Kukin käsivarsi päätyy pyöreään päähän, samanlainen kuin pääketju, mutta kooltaan pienempi.
Ero erityyppisten lamiinien välillä johtuu pääasiassa α-ketjujen eroista, jotka voivat taittua ainakin kolmella eri tavalla; vaikka tällä hetkellä kaikille ketjuille on tunnistettu variaatioita:
- 5 erilaista variaatiota tai ketjua laminaiini a: ta
- 3 variaatiota p-ketjuja
- 3 variaatiota γ-ketjuille
ominaisuudet
Tärkein ja yleisesti tutkittu lamiinien tehtävä on vuorovaikutus reseptoreiden kanssa, jotka kiinnittyvät itsensä kellarimembraanien vieressä olevien solujen solumembraaneihin, joissa ne löytyvät.
Tämä vuorovaikutus saa nämä proteiinit osallistumaan useiden solujen aktiivisuuksien ja signalointireittien säätelyyn. On syytä mainita, että niiden toiminnot riippuvat niiden vuorovaikutuksesta solun pinnalla olevien spesifisten reseptoreiden kanssa (monet membraanireseptoreista luokitellaan tällä hetkellä niiden kyvyn mukaan sitoutua laminaateihin) kanssa.
Integriinit ovat reseptoreita, jotka ovat vuorovaikutuksessa lamiinien kanssa, ja "ei-integriinit" reseptorit ovat sellaisia, joilla ei ole kykyä sitoutua näihin proteiineihin. Suurin osa ei-integriinityyppisistä reseptoreista on proteoglykaanit, jotkut dystroglykaanit tai syndekaanit.
Kehon elinten kudosten kypsyminen tapahtuu korvaamalla varhaiset laminaatit, jotka alun perin sijoitettiin nuorten elinten muodostavien kudosten kellarimembraaniin.
Lamiinien joukossa eniten tutkittu tyyppi on laminiini-1, joka liittyy suoraan käytännössä minkä tahansa tyyppisten neuronien aksonien kasvuun in vitro -olosuhteissa, koska ne säätelevät "kasvikartion" liikettä neuronien pinta.
Nimikkeistö ja tyypit
Biokeemikot pitävät laminaattiperhettä erittäin suurena proteiiniperheenä, jonka harvat sen jäsenistä ovat edelleen tunnettuja. Nykyaikaiset työkalut mahdollistavat kuitenkin uuden tyyppisten laminaattien vilkaisun lyhyessä ajassa.
Tällaiset proteiinit identifioidaan kukin numerolla, joka alkaa numerolla 15 (laminiini-1, laminiini-2… laminiini-15).
Käytetään myös toisen tyyppistä nimikkeistöä, joka ilmaisee ketjun tyypin, jolla kullakin laminiinilla on. Esimerkiksi laminiini-11 koostuu alfa (a) -5-ketjusta, beeta (β) -2-ketjusta ja gamma (y) -1-ketjusta, joten sitä voidaan nimetä laminiini-521: ksi.
Lisäksi jokainen laminatiini luokitellaan sen toiminnan mukaan, johon se liittyy, ja myös sen kehon spesifisen kudoksen mukaan, johon se osallistuu. Joitakin esimerkkejä laminaateista ovat:
- Lamina-1: mukana epiteelikehityksessä
- Laminiini-2: osallistuu kaikkien kudosten, ääreishermoston ja glomerulusten matriisin myogeeniseen kehitykseen.
- Lamina-3: osallistuu myo-jänteen liittymiin
- Lamina-4: toimii hermosolujen liittymissä ja glomerulusten mesaniaalisessa matriisissa
- Laminiini-5, 6 ja 7: ne vaikuttavat ensisijaisesti epidermaalisiin kudoksiin.
Viitteet
- Miner, JH, & Yurchenco, PD (2004). Laminiini toimii kudosten morfogeneesissä. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255 - 284.
- Rasmussen, DGK ja Karsdal, MA (2016). Laminiineja. Julkaisussa Biogemistry of Collagens, Laminins and Elastin (sivut 163-196). Academic Press.
- Sasaki, T., Fässler, R., ja Hohenester, E. (2004). Laminiini: pohjakalvokokoonpanon ydin. The Journal of cell biology, 164 (7), 959 - 963.
- Timpl, R., Engel, J., ja Martin, GR (1983). Laminiini - kellarimembraanien monitoiminen proteiini. Trends in Biochemical Sciences, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, ja Martin, GR (1979). Laminiini - glykoproteiini pohjakalvoista. Journal of Biological Chemistry, 254 (19), 9933 - 9937.
- Tryggvason, K. (1993). Laminin-perhe. Nykyinen lausunto solubiologiasta, 5 (5), 877-882.