Laminin הוא חלבון המהווה את תאי מטריקס של קרום במרתף של רקמות אפיתל חוליות. חלבון מסוג זה מספק תומך מחייב בין תאי רקמות החיבור, כך שהם מתפקדים בלכידות ודחיסתם של אלה.
באופן כללי, הלמינים אחראים להזמנת רשת החלבונים המורכבת המרכיבה את המטריצה החוץ תאית או ממברנת המרתף של הרקמות. לרוב נמצא כי למנינינים קשורים לחלבונים כמו קולגן, פרוטוגליקנים, אנטקטינים והפרפט סולפטים.
למינינים והשתתפותם בקרום המרתף של בעלי חוליות (מקור: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) באמצעות Wikimedia Commons)
ממברנת מרתף מורכבת זו, בהזמנת למינינים, מפרידה בין חלקי האפיתל לרקמות, כלומר כל מטריצה חוץ-תאי מפרידה בין האנדותל למזותל והמטריקס החוץ תאי של המזותל מפריד בין שכבה זו לבין האפיתל.
מחקרים רבים הראו כי ביטוי של גנים למינאיים שעברו מוטציה עשוי להיות קטלני בתא, מכיוון שהם אחראים גם על ויסות כמעט כל האינטראקציות המורכבות המתרחשות בתוך קרום המרתף.
יש מגוון גדול של משפחות למינין בכל בעלי החוליות. אלה משתנים בהרכב, בצורה, בתפקוד ובמוצא. באותו פרט, ברקמות שונות, ניתן למצוא למנינים שונים, שכל אחד מהם מותאם לסביבת הרקמה המבטאת אותו.
מאפייני הלמינים
מונומרים או יחידות של למנין מורכבים מהטרוטרימר משלוש שרשראות גליקופרוטאין שונות. חלבונים אלה מכילים תחומים רבים ושונים (מולטי-דומיינים) והם חלק חיוני בהתפתחות העוברית המוקדמת של רקמות.
הצורה הנפוצה של למינינים היא סוג של "צלב" או "Y", אם כי חלקם מעוצבים כמו מוט ארוך עם ארבעה ענפים. וריאציה קטנה זו מאפשרת לכל סוג של למנין לווסת שילוב נכון מכל מיקום ברקמה.
למנינינים משקל מולקולרי גבוה, שיכול להשתנות בהתאם לסוג הלמינין, בין 140 ל 1000 kDa.
באופן כללי, לכל קרום המרתף יש סוג אחד או יותר של למינינים בתוכו, וכמה מדענים מציעים שלמינינים קובעים חלק גדול מהתפקוד הפיזיולוגי של ממברנות המרתף של הרקמה בה הם נמצאים.
בבעלי חיים בעלי חוליות נמצאו לפחות 15 סוגים שונים של למינינים, המסווגים במשפחה, מכיוון שהם נוצרים מאותם גוזמים אך עם שילובים שונים. בבעלי חיים חסרי חוליות נמצאו בין 1 ל 2 גוזמים שונים.
מחקרים עדכניים מצביעים על כך שלמינינים של כל בעלי החוליות נוצרו באמצעות התמיינותם של גנים אורטולוגיים, כלומר לכל הגנים המקודדים למינינים מקורם נפוץ מבעלי חיים חסרי חוליות.
מִבְנֶה
למרות המספר הגדול של הפונקציות שלמינינים מווסתים, יש להם מבנה פשוט למדי שלרוב נשמר בין הסוגים השונים הידועים.
כל למינין מורכב משלוש שרשראות שונות השזורות זו בזו ויוצרים מעין "סיבים שזורים". כל אחת משלוש השרשראות מזוהה כאלפא (α), בטא (β) וגמא (γ).
היווצרות הטרימר של כל למינין תלויה באיחוד האזור הסופי C של כל אחת משרשראותיו. בתוך כל מולקולה, שרשראות אלו משויכות דרך קשרי פפטיד ושלושה גשרים דיסולפידים המעניקים למבנה חוזק מכני רב.
תרשים סכמטי של מבנה הלמינין (מקור: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) באמצעות Wikimedia Commons)
תצפיות שנעשו במיקרוסקופיית אלקטרונים של מונומרים למינין טיפוסיים פירטו כי המבנה הוא סוג של צלב אסימטרי שיש לו זרוע ארוכה של כ -77 ננומטר (ננומטרים) המאופיינת בצורת כדורית בולטת באחד מקצותיו.
בנוסף נצפות שלוש זרועות קצרות, שתיים בסביבות 34 ננומטר ואחת בסביבות 48 ננומטר. כל זרוע מסתיימת בקצה כדורית, דומה לזו של השרשרת הראשית, אך קטנה יותר בגודלה.
ההבדל בין סוגי הלמינינים השונים נובע בעיקר מההבדלים בשרשראות α, שיכולים להתקפל לפחות בשלושה דרכים שונות; למרות שכרגע זוהו וריאציות עבור כל הרשתות:
- 5 וריאציות שונות או שרשראות של למינין α
- 3 וריאציות של שרשראות β
- 3 וריאציות לשרשראות γ
מאפיינים
התפקיד החשוב והנפוץ ביותר של למינינים הוא זה של אינטראקציה עם הקולטנים העוגנים את עצמם על קרומי התאים הסמוכים לקרומי המרתף בהם הם נמצאים.
אינטראקציה זו גורמת לחלבונים אלה להיות מעורבים בוויסות של פעילויות סלולריות מרובות ומסלולי איתות. יש להזכיר כי תפקידיהם תלויים באינטראקציה שלהם עם קולטנים ספציפיים על פני התא (רבים מקולטני הממברנה מסווגים כיום על פי יכולתם להיקשר ללמינינים).
אינטגרנים הם קולטנים הקיימים אינטראקציה עם למינינים וקולטנים "שאינם אינטגרנים" הם כאלו שאין להם את היכולת להיקשר לחלבונים אלה. מרבית הקולטנים "שאינם אינטגרנים" הם פרוטאוגליקנים, חלקם דיסטרוגיקנים או סינדיקנים.
ההבשלה של רקמות אברי הגוף מתרחשת בהחלפה של למינינים מוקדמים, ששוכנו בתחילה בקרום המרתף של הרקמות המרכיבות את אברי הנעורים.
בקרב הלמינינים, הסוג שנחקר ביותר הוא למינין -1 שקשור ישירות לגידול האקסונים של כמעט כל סוג של נוירון בתנאים חוץ גופיים, מכיוון שאלו מווסתים את תנועת "חרוט הגידול" ב פני השטח של נוירונים.
שמות וסוגים
ביוכימאים רואים את משפחת הלמינין כמשפחת חלבונים גדולה מאוד, שרק מעטים מבניה עדיין ידועים. עם זאת, כלים מודרניים יאפשרו להציץ סוגים חדשים של למינינים תוך זמן קצר.
חלבונים כאלו מזוהים עם מספר, החל מ- 1 שמסיים את המספר ב -15 (למינין -1, למינין -2 … למינין -15).
משתמשים גם בסוג אחר של nomenclature, המציין את סוג השרשרת שיש לכל למינין. לדוגמא, למינין -11 מורכב משרשרת אלפא (α) -5, שרשרת בטא (β) -2, ושרשרת גמא (γ) -1, כך שניתן לקרוא לה למינין -551.
בנוסף, כל למינין מסווג לפי התפקוד אליו הוא משויך וגם לפי הרקמה הספציפית של הגוף בו הוא משתתף. כמה דוגמאות ללמינינים הם:
- למינה -1: מעורבת בהתפתחות אפיתל
- למינין -2: מעורב בהתפתחות מיוגנית של כל הרקמות, מערכת העצבים ההיקפית והמטריקס של הגלומרולי.
- למינה -3: משתתפת בצמתים מיו-גידים
- למינה -4: עובדת בצמתים הנוירו-שריריים ובמטריצה המזנגיאלית של הגלומרולי
- למינין -5, 6 ו -7: הם פועלים באופן עדיף על רקמות האפידרמיס.
הפניות
- כורה, ג'יי. ויורצ'נקו, פ.ד. (2004). למינין מתפקד במורפוגנזה של רקמות. Annu. הכמרית תאית ביול., 20, 255-284.
- Rasmussen, DGK, & Karsdal, MA (2016). למינינים. בביוכימיה של קולגן, למינינים ואלסטין (עמ '163-196). עיתונות אקדמית.
- סאסאקי, ט., פסלר, ר. והוהנסטר, א. (2004). למינין: עיקר הרכבת קרום המרתף. כתב העת לביולוגיה של התא, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J., and Martin, GR (1983). למינין - חלבון רב-פונקציונאלי של ממברנות המרתף. מגמות במדעים ביוכימיים, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, and Martin, GR (1979). למינין - גליקופרוטאין מממברנות המרתף. כתב העת לכימיה ביולוגית, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). משפחת הלמינין. חוות דעת נוכחית בביולוגיה של התא, 5 (5), 877-882.