Lamininas yra baltymas, kuris yra ekstraląstelinė matrica membranos epitelio audinių stuburinių. Šio tipo baltymai suteikia rišamąją atramą tarp jungiamojo audinio ląstelių, kad jie funkcionuotų juos sujungdami ir sutankindami.
Paprastai lamininai yra atsakingi už sudėtingo baltymų tinklo, kuris sudaro tarpląstelinę matricą arba audinių bazinę membraną, užsakymą. Lamininai paprastai būna siejami su tokiais baltymais kaip kolagenas, proteoglikanai, entaktinai ir heparano sulfatai.
Laminai ir jų dalyvavimas stuburinių gyvūnų membranoje (Šaltinis: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Ši sudėtinga pagrindinė membrana, užsakoma laminatais, atskiria epitelines audinių dalis, tai yra, kiekviena tarpląstelinė matrica atskiria endotelį nuo mezotelio, o tarpląstelinė mezotelio matrica atskiria šį sluoksnį nuo epitelio.
Daugybė tyrimų parodė, kad mutavusių lamino genų ekspresija ląstelei gali būti mirtina, nes jie taip pat yra atsakingi už beveik visų sudėtingų sąveikų, vykstančių rūsio membranoje, reguliavimą.
Visų stuburinių gyvūnų lamininų šeimos yra labai įvairios. Jie skiriasi savo sudėtimi, forma, funkcija ir kilme. Tame pačiame individe, skirtinguose audiniuose, gali būti randami skirtingi laminai, kiekvienas iš jų yra pritaikytas audinio, kuris jį išreiškia, aplinkai.
Lamininų charakteristikos
Laminino monomerai arba vienetai yra sudaryti iš trijų skirtingų glikoproteinų grandinių heterotrimerio. Šie baltymai turi daugybę skirtingų sričių (daugiadomenų) ir yra svarbi ankstyvojo embrioninio audinių vystymosi dalis.
Įprasta laminų forma yra savotiškas „kryžius“ arba „Y“, nors kai kurios yra formos kaip ilga juosta su keturiomis šakomis. Šis nedidelis kitimas leidžia kiekvienam laminino tipui reguliuoti tinkamą integraciją iš bet kurios audinio vietos.
Lamininai turi didelę molekulinę masę, kuri gali kisti priklausomai nuo laminino tipo, nuo 140 iki 1000 kDa.
Apskritai kiekvienos rūsio membranos viduje yra vienas ar keli skirtingi lamininų tipai, o kai kurie mokslininkai siūlo, kad lamininai lemia didelę audinio, kuriame randami, rūsio membranų fiziologinę funkciją.
Stuburiniuose gyvūnuose rasta mažiausiai 15 skirtingų tipų lamininų, klasifikuojamų šeimoje, nes jie sudaryti iš tų pačių trimerių, bet su skirtingais deriniais. Bestuburių gyvūnų rasta nuo 1 iki 2 skirtingų trimerių.
Dabartiniai tyrimai rodo, kad visų stuburinių gyvūnų lamininai atsirado diferencijuojant ortologinius genus, tai yra, visi genai, koduojantys lamininus, turi bendrą kilmę iš bestuburių gyvūnų.
Struktūra
Nepaisant daugybės funkcijų, kurias reguliuoja laminai, jų struktūra yra gana paprasta, o dauguma jų yra išsaugoti tarp žinomų tipų.
Kiekvienas lamininas yra sudarytas iš trijų skirtingų grandžių, susipynusių viena su kita, sudarančių savotišką „susipynusią skaidulą“. Kiekviena iš trijų grandinių yra identifikuojama kaip alfa (α), beta (β) ir gama (γ).
Kiekvieno laminino trimerio susidarymas priklauso nuo kiekvienos jo grandinės C-galo srities jungties. Kiekvienos molekulės viduje šios grandinės yra suporuotos per peptidinius ryšius ir tris disulfido tiltelius, kurie struktūrai suteikia didelį mechaninį stiprumą.
Laminino struktūros scheminė schema (Šaltinis: „Maiaaspe“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Stebėjimai, atlikti tipinių laminino monomerų elektroninės mikroskopijos būdu, parodė, kad struktūra yra asimetrinis kryžius, kurio ilgoji ranka yra maždaug 77 nm (nanometrai), pasižyminti iškilia rutuline forma viename iš jo galų.
Be to, stebimos trys trumpos rankos: dvi ties maždaug 34 nm ir viena maždaug 48 nm. Kiekviena ranka baigiasi apvaliu galu, panašiu į pagrindinės grandinės, bet mažesnio dydžio.
Skirtumas tarp skirtingų tipų lamininų daugiausia atsiranda dėl skirtumų α grandinėse, kurios gali sulankstyti bent trimis skirtingais būdais; nors šiuo metu visoms grandinėms nustatyti skirtumai:
- 5 skirtingos laminino α variacijos ar grandinės
- 3 β grandinių variantai
- 3 variantai γ grandinėms
funkcijos
Svarbiausia ir dažniausiai tiriama lamininų funkcija yra sąveika su receptoriais, kurie tvirtinasi ant ląstelių membranų, esančių greta rūsio membranų, kur jie randami.
Dėl šios sąveikos šie baltymai dalyvauja reguliuojant daugybę ląstelių veiklos ir signalizacijos kelius. Reikėtų paminėti, kad jų funkcijos priklauso nuo jų sąveikos su specifiniais receptoriais ląstelės paviršiuje (daugelis membranos receptorių šiuo metu yra klasifikuojami pagal jų sugebėjimą prisijungti prie lamininų).
Integrinai yra receptoriai, kurie sąveikauja su laminatais, o „neintegrinai“ receptoriai yra tie, kurie neturi galimybės prisijungti prie šių baltymų. Daugelis „neintegrino“ tipo receptorių yra proteoglikanai, kai kurie distroglikanai arba sindekanai.
Kūno organų audiniai subręsta keičiant ankstyvuosius laminavus, kurie iš pradžių buvo dedami į audinių, kurie sudarė nepilnamečius organus, rūsio membraną.
Tarp lamininų labiausiai ištirtas lamininas-1, kuris yra tiesiogiai susijęs su praktiškai bet kokio tipo neuronų aksonų augimu in vitro, nes jie reguliuoja „augimo kūgio“ judėjimą neuronų paviršiaus.
Nomenklatūra ir rūšys
Biochemikai lamininų šeimą laiko labai didele baltymų šeima, apie kurią dar mažai žinoma jos narių. Tačiau šiuolaikiniai įrankiai leis per trumpą laiką pažvelgti į naujų tipų laminatus.
Tokie baltymai identifikuojami skaičiumi, pradedant skaičiumi 1, baigiant numeracija 15 (laminin-1, laminin-2 … laminin-15).
Taip pat naudojama kita nomenklatūros rūšis, kuri nurodo grandinės tipą, kurį turi kiekvienas lamininas. Pavyzdžiui, lamininą-11 sudaro alfa (α) -5 grandinė, beta (β) -2 grandinė ir gama (γ) -1 grandinė, todėl jį galima pavadinti laminin-521.
Be to, kiekvienas lamininas yra klasifikuojamas atsižvelgiant į tai, kokia funkcija jis yra susijęs, taip pat pagal specifinį kūno, kuriame jis dalyvauja, audinį. Keli laminų pavyzdžiai:
- „Lamina-1“: dalyvauja epitelio vystymesi
- Lamininas-2: dalyvauja myogeniniame visų audinių, periferinės nervų sistemos ir glomerulų matricos vystymesi.
- „Lamina-3“: dalyvauja mio-sausgyslių sandūrose
- „Lamina-4“: veikia nervų-raumenų sankryžose ir glomerulų mesangialinėje matricoje
- Lamininas-5, 6 ir 7: jie pirmiausia veikia epidermio audinius.
Nuorodos
- Miner, JH ir Yurchenco, PD (2004). Laminino funkcijos audinių morfogenezėje. Annu. Cell Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255–284.
- Rasmussenas, DGK ir „Karsdal“, MA (2016). Laminins. „Kolageno, laminino ir elastino biochemijoje“ (p. 163–196). Akademinė spauda.
- Sasaki, T., Fässler, R., & Hohenester, E. (2004). Lamininas: pagrindinės membranos esmė. Žurnalas apie ląstelių biologiją, 164 (7), 959–963.
- Timpl, R., Engel, J., ir Martin, GR (1983). Lamininas - daugiafunkcinis rūsio membranų baltymas. Biocheminių mokslų tendencijos, 8 (6), 207–209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, & Martin, GR (1979). Lamininas - glikoproteinas iš rūsio membranų. Journal of Biological Chemistry, 254 (19), 9933–9937.
- Tryggvason, K. (1993). Lamininų šeima. Dabartinė nuomonė ląstelių biologijoje, 5 (5), 877–882.