Ламинин је протеин који је ванћелијски матрица мембране епителних ткива код кичмењака. Ова врста протеина обезбеђује везивање између ћелија везивног ткива, тако да оне функционишу у кохезији и сабијању истих.
Генерално, ламинини су одговорни за наручивање замршене протеинске мреже која чини ванћелијску матрицу или базалну мембрану ткива. Ламинини се обично везују за протеине попут колагена, протеогликана, ентактина и хепаран сулфата.
Ламинини и њихово учешће у подрумској мембрани краљежњака (Извор: Маиааспе / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) виа Викимедиа Цоммонс)
Ова замршена базална мембрана, поредана ламининима, одваја епителне делове ткива, то јест, сваки ванћелијски матрикс одваја ендотел од мезотелијума, а ванћелијски матрикс мезотелијума одваја овај слој од епитела.
Много истраживања је показало да је експресија мутираних гена ламинина потенцијално смртоносна за ћелију, пошто су они одговорни и за регулисање готово свих сложених интеракција које се догађају у базалној мембрани.
Постоји велика разноликост породица ламинина код свих кичмењака. Оне се разликују по саставу, облику, функцији и пореклу. У истој јединци, у различитим ткивима, могу се наћи различити ламинини, од којих је сваки прилагођен окружењу ткива које га изражава.
Карактеристике ламинина
Ламинински мономери или јединице чине хетеротример из три различита ланца гликопротеина. Ови протеини садрже много различитих домена (мултидомена) и битан су део раног ембрионалног развоја ткива.
Уобичајени облик ламинина је врста „крста“ или „И“, мада су неки у облику дуге траке са четири гране. Ова мала варијација омогућава свакој врсти ламинина да регулише правилну интеграцију из било којег положаја у ткиву.
Ламинини имају високу молекулску тежину која може варирати у зависности од врсте ламинина, од 140 до 1000 кДа.
Опћенито, свака базална мембрана има једну или више различитих врста ламинина унутар ње, а неки научници предлажу да ламинини одређују велики дио физиолошке функције базалних мембрана ткива у којем се налазе.
Код краљежњака је пронађено најмање 15 различитих врста ламинина, разврстаних у породицу, пошто се формирају од истих тримера, али у различитим комбинацијама. Код бескраљежњака су пронађене између 1 и 2 различита тримера.
Садашње студије сугеришу да су ламинини свих кичмењака настали диференцијацијом ортолошких гена, односно да су сви гени који кодирају ламинине заједничко порекло од бескраљежњака.
Структура
Упркос великом броју функција које регулишу ламинини, они имају прилично једноставну структуру која се, углавном, чува међу различитим врстама које су познате.
Сваки ламинин састоји се од три различита ланца испреплетена међусобно творећи својеврсно "испреплетено влакно". Сваки од три ланца идентификован је као алфа (α), бета (β) и гама (γ).
Формирање тримера сваког ламинина зависи од споја Ц-терминалног подручја сваког његовог ланца. Унутар сваке молекуле, ови ланци су упарени кроз пептидне везе и три дисулфидна моста који структури дају велику механичку чврстоћу.
Шематски дијаграм структуре ламинина (Извор: Маиааспе / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) виа Викимедиа Цоммонс)
Запажања направљена електронском микроскопијом типичних ламининских мономера детаљно су објаснила да је структура врста асиметричног крста са дугачким краком од приближно 77 нм (нанометара) који је на једном од његових крајева карактеристичан истакнут глобуларни облик.
Поред тога, примећују се три кратка крака, два на приближно 34 нм и једна на приближно 48 нм. Свака рука завршава глобуларним крајем, сличним оном у главном ланцу, али мањих димензија.
Разлика између различитих врста ламинина углавном је последица разлика у α ланцима, који се могу савити на најмање три различита начина; иако су тренутно идентификоване варијације за све ланце:
- 5 различитих варијација или ланаца ламинина α
- 3 варијације β ланаца
- 3 варијације за γ ланце
Карактеристике
Најважнија и најчешће проучавана функција ламинина је интеракција са рецепторима који се усидре на ћелијским мембранама ћелија које се налазе у близини подрумских мембрана.
Ова интеракција узрокује укључивање ових протеина у регулацију више ћелијских активности и путова сигнализације. Треба напоменути да њихове функције зависе од њихове интеракције са специфичним рецепторима на ћелијској површини (многи мембрански рецептори тренутно су класификовани према њиховој способности да се вежу за ламинине).
Интегрини су рецептори који ступају у интеракцију са ламининима, а "не-интегрин" рецептори су они који се немају способност везања на ове протеине. Већина рецептора типа "не-интегрин" су протеогликани, неки дистрогликани или синданци.
Сазревање ткива телесних органа настаје заменом раних ламинина који су у почетку смештени у базалној мембрани ткива која чине младежне органе.
Међу ламининима, тип који се највише проучавао је ламинин-1, који је директно повезан са растом аксона практично било које врсте неурона у ин витро условима, јер они регулишу кретање „конуса раста“ у површину неурона.
Номенклатура и врсте
Биохемичари сматрају да је породица ламинина веома велика породица протеина, од којих је још увек мало познатих њених чланова. Међутим, савремени алати омогућавају да се у кратком времену виде нове врсте ламина.
Такви протеини се идентификују са бројем, почевши од 1 који завршава нумерирањем на 15 (ламинин-1, ламинин-2… ламинин-15).
Такође се користи и друга врста номенклатуре, која означава врсту ланца који има сваки ламинин. На пример, ламинин-11 се састоји од алфа (α) -5 ланца, бета (β) -2 ланца и гама (γ) -1 ланца, тако да се може назвати ламинин-521.
Поред тога, сваки ламинин је класификован према функцији с којом је повезан и према специфичном ткиву у коме учествује. Неки примери ламинина су:
- Ламина-1: укључена у развој епитела
- Ламинин-2: учествује у миогеном развоју свих ткива, периферног нервног система и матрикса гломерула.
- Ламина-3: учествује у спојницама мио-тетива
- Ламина-4: делује у живчано-мишићним спојницама и у месангијалном матриксу гломерула
- Ламинин-5, 6 и 7: преференцијално делују на ткива епидерме.
Референце
- Минер, ЈХ и Иурцхенцо, ПД (2004). Ламинин функционише у морфогенези ткива. Анну. Рев. Целл Дев. Биол., 20, 255-284.
- Расмуссен, ДГК, и Карсдал, МА (2016). Ламинини. У биохемији колагена, ламинина и еластина (стр. 163-196). Академска штампа.
- Сасаки, Т., Фасслер, Р., и Хохенестер, Е. (2004). Ламинин: суштина базалне мембране. Часопис за ћелијску биологију, 164 (7), 959-963.
- Тимпл, Р., Енгел, Ј., и Мартин, ГР (1983). Ламинин - мултифункционални протеин подрумских мембрана. Трендови у биохемијским наукама, 8 (6), 207-209.
- Тимпл, Р., Рохде, Х., Робеи, ПГ, Реннард, СИ, Фоидарт, ЈМ, и Мартин, ГР (1979). Ламинин - гликопротеин из подрумских мембрана. Часопис за биолошку хемију, 254 (19), 9933-9937.
- Триггвасон, К. (1993). Породица ламинина. Тренутно мишљење о ћелијској биологији, 5 (5), 877-882.