The laminin adalah protein yang merupakan matriks ekstraselular membran basal jaringan epitel pada vertebrata. Jenis protein ini memberikan dukungan pengikatan antara sel-sel jaringan ikat, sehingga berfungsi dalam kohesi dan pemadatannya.
Umumnya, laminin bertanggung jawab untuk menyusun jaringan protein rumit yang menyusun matriks ekstraseluler atau membran basal jaringan. Laminin biasanya ditemukan terkait dengan protein seperti kolagen, proteoglikan, entaktin, dan heparan sulfat.
Laminin dan partisipasinya dalam membran basal vertebrata (Sumber: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) melalui Wikimedia Commons)
Membran dasar yang rumit ini, disusun oleh laminin, memisahkan bagian epitel jaringan, yaitu, setiap matriks ekstraseluler memisahkan endotel dari mesothelium dan matriks ekstraseluler dari mesothelium memisahkan lapisan ini dari epitel.
Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa ekspresi gen laminin yang bermutasi berpotensi mematikan bagi sel, karena mereka juga bertanggung jawab untuk mengatur hampir semua interaksi kompleks yang terjadi di dalam membran basal.
Ada keragaman besar famili laminin di semua vertebrata. Ini bervariasi dalam komposisi, bentuk, fungsi, dan asal. Pada individu yang sama, pada jaringan yang berbeda, lamin yang berbeda dapat ditemukan, masing-masing disesuaikan dengan lingkungan jaringan yang mengekspresikannya.
Karakteristik laminin
Monomer atau unit laminin terdiri dari heterotrimer dari tiga rantai glikoprotein yang berbeda. Protein ini mengandung banyak domain berbeda (multidomain) dan merupakan bagian penting dari perkembangan embrio awal jaringan.
Bentuk umum laminin adalah semacam "salib" atau "Y", meski ada pula yang berbentuk seperti batang panjang dengan empat cabang. Variasi kecil ini memungkinkan setiap jenis laminin untuk mengatur integrasi yang tepat dari posisi mana pun di jaringan.
Laminin memiliki berat molekul yang tinggi, yang dapat bervariasi tergantung pada jenis laminin, dari 140 hingga 1000 kDa.
Secara umum, setiap membran basal memiliki satu atau lebih jenis laminin di dalamnya, dan beberapa ilmuwan mengusulkan bahwa laminin menentukan sebagian besar fungsi fisiologis membran basal jaringan tempat mereka ditemukan.
Pada hewan vertebrata, setidaknya 15 jenis laminin telah ditemukan, diklasifikasikan dalam satu famili, karena mereka terbentuk dari pemangkas yang sama, tetapi dengan kombinasi yang berbeda. Pada hewan invertebrata antara 1 dan 2 pemangkas yang berbeda telah ditemukan.
Studi terkini menunjukkan bahwa laminin dari semua hewan vertebrata muncul melalui diferensiasi gen ortolog, yaitu, semua gen yang mengkode laminin memiliki asal yang sama dari hewan invertebrata.
Struktur
Meskipun sejumlah besar fungsi yang diatur laminin, mereka memiliki struktur yang cukup sederhana yang, sebagian besar, dipertahankan di antara berbagai jenis yang dikenal.
Setiap laminin terdiri dari tiga rantai berbeda yang saling terkait satu sama lain membentuk semacam "serat yang terjalin". Masing-masing dari tiga rantai diidentifikasi sebagai alfa (α), beta (β), dan gamma (γ).
Pembentukan trimer setiap laminin tergantung pada penyatuan wilayah terminal-C dari masing-masing rantainya. Di dalam setiap molekul, rantai ini dipasangkan melalui ikatan peptida dan tiga jembatan disulfida yang memberikan struktur kekuatan mekanik yang besar.
Diagram skematik struktur laminin (Sumber: Maiaaspe / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) melalui Wikimedia Commons)
Pengamatan yang dilakukan dengan mikroskop elektron pada monomer laminin tipikal telah merinci bahwa strukturnya adalah sejenis salib asimetris yang memiliki lengan panjang kira-kira 77 nm (nanometer) yang ditandai dengan bentuk bola yang menonjol di salah satu ujungnya.
Selain itu, tiga lengan pendek diamati, dua pada sekitar 34 nm dan satu pada sekitar 48 nm. Setiap lengan berakhir dengan ujung bulat, mirip dengan rantai utama, tetapi ukurannya lebih kecil.
Perbedaan antara berbagai jenis laminin terutama disebabkan oleh perbedaan rantai α, yang dapat melipat setidaknya dalam tiga cara berbeda; meskipun variasi saat ini telah diidentifikasi untuk semua rantai:
- 5 variasi atau rantai laminin α yang berbeda
- 3 variasi rantai β
- 3 variasi untuk γ rantai
fitur
Fungsi laminin yang paling penting dan umum dipelajari adalah interaksi dengan reseptor yang mengikat dirinya sendiri pada membran sel yang berdekatan dengan membran basal tempat mereka ditemukan.
Interaksi ini membuat protein ini terlibat dalam regulasi berbagai aktivitas seluler dan jalur pensinyalan. Harus disebutkan bahwa fungsinya bergantung pada interaksinya dengan reseptor spesifik pada permukaan sel (banyak dari reseptor membran saat ini diklasifikasikan menurut kemampuannya untuk mengikat ke laminin).
Integrin adalah reseptor yang berinteraksi dengan laminin dan reseptor "non-integrin" adalah reseptor yang tidak memiliki kemampuan untuk mengikat protein ini. Kebanyakan dari tipe reseptor "non-integrin" adalah proteoglikan, beberapa distroglikan atau syndecans.
Pematangan jaringan organ tubuh terjadi dengan penggantian laminin awal, yang awalnya bertempat di membran basal jaringan yang menyusun organ remaja.
Di antara laminin, jenis yang paling banyak dipelajari adalah laminin-1, yang secara langsung terkait dengan pertumbuhan akson dari hampir semua jenis neuron dalam kondisi in vitro, karena ini mengatur pergerakan "kerucut pertumbuhan" di permukaan neuron.
Nomenklatur dan tipe
Ahli biokimia menganggap keluarga laminin sebagai keluarga protein yang sangat besar, yang beberapa anggotanya masih diketahui. Namun, alat modern akan memungkinkan jenis laminin baru untuk dilihat sekilas dalam waktu singkat.
Protein semacam itu masing-masing diidentifikasi dengan sebuah nomor, dimulai dengan 1 dan diakhiri dengan penomoran pada 15 (laminin-1, laminin-2… laminin-15).
Jenis nomenklatur lain juga digunakan, yang menunjukkan jenis rantai yang dimiliki setiap laminin. Misalnya, laminin-11 terdiri dari rantai alfa (α) -5, rantai beta (β) -2, dan rantai gamma (γ) -1, sehingga dapat dinamai laminin-521.
Selain itu, setiap laminin diklasifikasikan menurut fungsinya yang terkait dan juga menurut jaringan tubuh tertentu tempat ia berpartisipasi. Beberapa contoh laminin adalah:
- Lamina-1: terlibat dalam perkembangan epitel
- Laminin-2: terlibat dalam perkembangan miogenik semua jaringan, sistem saraf tepi dan matriks glomeruli.
- Lamina-3: berpartisipasi dalam persimpangan myo-tendon
- Lamina-4: bekerja di persimpangan neuromuskuler dan di matriks mesangial glomeruli
- Laminin-5, 6 dan 7: bekerja secara istimewa pada jaringan epidermis.
Referensi
- Miner, JH, & Yurchenco, PD (2004). Fungsi laminin dalam morfogenesis jaringan. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 20, 255-284.
- Rasmussen, DGK, & Karsdal, MA (2016). Laminin. Dalam Biokimia Kolagen, Laminin dan Elastin (hlm. 163-196). Pers Akademik.
- Sasaki, T., Fässler, R., & Hohenester, E. (2004). Laminin: inti dari perakitan membran basal. Jurnal biologi sel, 164 (7), 959-963.
- Timpl, R., Engel, J., & Martin, GR (1983). Laminin-protein multifungsi membran basal. Tren Ilmu Biokimia, 8 (6), 207-209.
- Timpl, R., Rohde, H., Robey, PG, Rennard, SI, Foidart, JM, & Martin, GR (1979). Laminin - glikoprotein dari membran basal. Jurnal Kimia Biologi, 254 (19), 9933-9937.
- Tryggvason, K. (1993). Keluarga laminin. Pendapat saat ini dalam biologi sel, 5 (5), 877-882.