Laminin omurgalılarda epitelyal dokuların bazal membran hücre dışı matris olan bir proteindir. Bu tip protein, bağ dokularının hücreleri arasında bir bağlanma desteği sağlar, böylece bunların kohezyonunda ve sıkışmasında işlev görürler.
Genel olarak, lamininler, dokuların hücre dışı matrisini veya bazal membranını oluşturan karmaşık protein ağının düzenlenmesinden sorumludur. Lamininler tipik olarak kolajen, proteoglikanlar, entaktinler ve heparan sülfatlar gibi proteinlerle bağlantılı olarak bulunur.
Lamininler ve omurgalıların temel zarına katılımları (Kaynak: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)
Lamininler tarafından sipariş edilen bu karmaşık taban zarı, dokuların epitel kısımlarını ayırır, yani her hücre dışı matris endoteli mezotelyumdan ayırır ve mezotelin hücre dışı matrisi bu tabakayı epitelden ayırır.
Pek çok araştırma, mutasyona uğramış laminin genlerinin ekspresyonunun bir hücre için potansiyel olarak ölümcül olduğunu göstermiştir, çünkü bunlar aynı zamanda bazal membran içinde meydana gelen neredeyse tüm karmaşık etkileşimleri düzenlemekten sorumludur.
Tüm omurgalılarda çok çeşitli laminin familyaları vardır. Bunlar kompozisyon, biçim, işlev ve köken bakımından farklılık gösterir. Aynı bireyde, farklı dokularda, her biri kendisini ifade eden dokunun çevresine adapte edilmiş farklı lamininler bulunabilir.
Lamininlerin özellikleri
Laminin monomerleri veya birimleri, üç farklı glikoprotein zincirinin bir heterotrimerinden oluşur. Bu proteinler birçok farklı alan (çoklu alan) içerir ve dokuların erken embriyonik gelişiminin önemli bir parçasıdır.
Lamininlerin ortak şekli bir tür "haç" veya "Y" dir, ancak bazıları dört dallı uzun bir çubuk şeklindedir. Bu küçük varyasyon, her laminin tipinin dokudaki herhangi bir pozisyondan uygun entegrasyonu düzenlemesine izin verir.
Lamininler, laminin tipine bağlı olarak 140 ila 1000 kDa arasında değişebilen yüksek bir moleküler ağırlığa sahiptir.
Genel olarak, her bir taban zarı, içinde bir veya daha fazla farklı tipte laminin içerir ve bazı bilim adamları, lamininlerin, bulundukları dokunun temel zarlarının fizyolojik işlevinin büyük bir bölümünü belirlediğini ileri sürer.
Omurgalı hayvanlarda, aynı trimerlerden, ancak farklı kombinasyonlardan oluştukları için, bir ailede sınıflandırılmış en az 15 farklı laminin türü bulunmuştur. Omurgasız hayvanlarda 1 ile 2 farklı trim arasında bulunmuştur.
Güncel araştırmalar, tüm omurgalı hayvanların lamininlerinin ortolog genlerin farklılaşmasıyla ortaya çıktığını, yani lamininleri kodlayan tüm genlerin omurgasız hayvanlardan ortak bir kökene sahip olduğunu göstermektedir.
yapı
Lamininlerin düzenlediği çok sayıda işleve rağmen, oldukça basit bir yapıya sahiptirler ve çoğunlukla bilinen farklı türler arasında korunurlar.
Her bir laminin, bir tür "iç içe geçmiş elyaf" oluşturan birbiriyle iç içe geçmiş üç farklı zincirden oluşur. Üç zincirin her biri alfa (α), beta (β) ve gama (γ) olarak tanımlanır.
Her bir lamininin trimerinin oluşumu, zincirlerinin her birinin C-terminal bölgesinin birleşmesine bağlıdır. Her molekülün içinde, bu zincirler, yapıya büyük bir mekanik mukavemet kazandıran peptit bağları ve üç disülfür köprüsü ile eşleştirilir.
Bir laminin yapısının şematik diyagramı (Kaynak: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)
Tipik laminin monomerlerinin elektron mikroskobu ile yapılan gözlemler, yapının, uçlarından birinde belirgin bir küresel şekil ile karakterize edilen yaklaşık 77 nm (nanometre) uzunluğunda bir kola sahip bir tür asimetrik haç olduğunu detaylandırmıştır.
Ek olarak, ikisi yaklaşık 34 nm'de ve biri yaklaşık 48 nm'de olmak üzere üç kısa kol gözlenir. Her bir kol, ana zincire benzer, ancak boyutları daha küçük olan küresel bir uçta biter.
Farklı laminin türleri arasındaki fark, esas olarak, en az üç farklı şekilde katlanabilen a zincirlerindeki farklılıklardan kaynaklanmaktadır; şu anda tüm zincirler için varyasyonlar tanımlanmış olsa da:
- 5 farklı laminin α varyasyonu veya zinciri
- 3 çeşit β zincir
- Γ zincirleri için 3 çeşit
Özellikleri
Lamininlerin en önemli ve yaygın olarak incelenen işlevi, bulundukları yerdeki taban zarlarına bitişik hücrelerin hücre zarlarına kendilerini sabitleyen reseptörlerle etkileşimdir.
Bu etkileşim, bu proteinlerin çoklu hücresel aktivitelerin ve sinyal yollarının düzenlenmesinde yer almasına neden olur. İşlevlerinin, hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlerle etkileşimlerine bağlı olduğu belirtilmelidir (membran reseptörlerinin çoğu şu anda lamininlere bağlanma yeteneklerine göre sınıflandırılmıştır).
İntegrinler, lamininlerle etkileşime giren reseptörlerdir ve "integrin olmayan" reseptörler, bu proteinlere bağlanma kabiliyetine sahip olmayanlardır. "İntegrin olmayan" tip reseptörlerin çoğu proteoglikanlar, bazı distroglikanlar veya sindekanlardır.
Vücut organlarının dokularının olgunlaşması, başlangıçta genç organları oluşturan dokuların temel zarında bulunan erken lamininlerin yer değiştirmesi ile gerçekleşir.
Lamininler arasında en çok çalışılan tür, in vitro koşullar altında hemen hemen her tür nöronun aksonlarının büyümesi ile doğrudan bağlantılı olan laminin-1'dir, çünkü bunlar "büyüme konisinin" in vitro hareketini düzenler. nöronların yüzeyi.
İsimlendirme ve türleri
Biyokimyacılar, laminin ailesinin çok büyük bir protein ailesi olduğunu düşünüyorlar ve bunların çok az üyesi hala biliniyor. Bununla birlikte, modern araçlar, yeni tip lamininlerin kısa sürede göze çarpmasına izin verecektir.
Bu tür proteinlerin her biri, numaralandırmayı 15 (laminin-1, laminin-2 … laminin-15) ile biten 1 ile başlayan bir sayı ile tanımlanır.
Her lamininin sahip olduğu zincir tipini gösteren başka bir isimlendirme türü de kullanılır. Örneğin laminin-11, bir alfa (α) -5 zinciri, bir beta (β) -2 zinciri ve bir gama (γ) -1 zincirinden oluşur, bu nedenle laminin-521 olarak adlandırılabilir.
Ek olarak, her bir laminin ilişkili olduğu işleve ve ayrıca katıldığı vücudun belirli dokusuna göre sınıflandırılır. Bazı laminin örnekleri:
- Lamina-1: epitel gelişiminde rol oynar
- Laminin-2: tüm dokuların, periferik sinir sisteminin ve glomerüllerin matrisinin miyojenik gelişiminde rol oynar.
- Lamina-3: miyo-tendon bağlantılarına katılır
- Lamina-4: nöromüsküler kavşaklarda ve glomerüllerin mezanjiyal matriksinde çalışır.
- Laminin-5, 6 ve 7: Tercihen epidermal dokulara etki ederler.
Referanslar
- Miner, JH ve Yurchenco, PD (2004). Laminin doku morfogenezinde işlev görür. Annu. Rev. Cell Dev.Biol., 20,255-284.
- Rasmussen, DGK ve Karsdal, MA (2016). Lamininlere. Biochemistry of Collagens, Laminins and Elastin (s. 163-196). Akademik Basın.
- Sasaki, T., Fässler, R. ve Hohenester, E. (2004). Laminin: bazal membran montajının en önemli noktası. Hücre biyolojisi Dergisi, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J. ve Martin, GR (1983). Laminin - çok işlevli bir bazal membran proteini. Biyokimyasal Bilimlerdeki Eğilimler, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM ve Martin, GR (1979). Laminin - bazal membranlardan bir glikoprotein. Biyolojik Kimya Dergisi, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). Laminin ailesi. Hücre biyolojisinde güncel görüş, 5 (5), 877-882.