ラミニンは、脊椎動物の上皮組織の基底膜の細胞外基質タンパク質です。このタイプのタンパク質は、結合組織の細胞間に結合サポートを提供し、それらがこれらの凝集と圧縮に機能するようにします。
一般に、ラミニンは、細胞外マトリックスまたは組織の基底膜を構成する複雑なタンパク質ネットワークの秩序化を担っています。ラミニンは、通常、コラーゲン、プロテオグリカン、エンタクチン、ヘパラン硫酸などのタンパク質に関連して見られます。
ラミニンと脊椎動物の基底膜への関与（出典：Maiaaspe / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)、Wikimedia Commons経由）
この複雑な基底膜はラミニンによって順序付けられ、組織の上皮部分を分離します。つまり、各細胞外マトリックスが内皮を中皮から分離し、中皮の細胞外マトリックスがこの層を上皮から分離します。
多くの研究は、変異したラミニン遺伝子の発現が、基底膜内で発生するほとんどすべての複雑な相互作用の調節にも関与しているため、細胞にとって潜在的に致命的であることを示しています。
すべての脊椎動物には、非常に多様なラミニン科があります。これらは、組成、形態、機能、および起源が異なります。同じ個体のさまざまな組織で、さまざまなラミニンが見つかり、それぞれがそれを発現する組織の環境に適応します。
ラミニンの特徴
ラミニンのモノマーまたはユニットは、3つの異なる糖タンパク質鎖のヘテロ3量体で構成されています。これらのタンパク質は多くの異なるドメイン（マルチドメイン）を含み、組織の初期胚発生の重要な部分です。
ラミニンの一般的な形状は一種の「クロス」または「Y」ですが、一部は4本の枝を持つ長い棒のような形をしています。この小さな変化により、各タイプのラミニンは、組織の任意の位置からの適切な統合を制御できます。
ラミニンは高分子量で、ラミニンの種類によって異なりますが、140〜1000 kDaです。
一般に、各基底膜には1つ以上の異なるタイプのラミニンが含まれており、一部の科学者は、ラミニンが見つかった組織の基底膜の生理学的機能の大部分を決定することを提案しています。
脊椎動物では、同じ三量体から形成されているが組み合わせが異なるため、少なくとも15種類のラミニンが1つの家族に分類されて発見されています。無脊椎動物では、1〜2種類の三量体が見つかっています。
現在の研究は、すべての脊椎動物のラミニンがオーソロガス遺伝子の分化を通じて生じたことを示唆しています。つまり、ラミニンをコードするすべての遺伝子は無脊椎動物に共通の起源を持っています。
構造
ラミニンが制御する多数の機能にもかかわらず、それらはかなり単純な構造をしており、ほとんどの場合、既知のさまざまなタイプ間で保存されています。
各ラミニンは、互いに絡み合って3つの異なる鎖から構成され、一種の「織り合わせ繊維」を形成します。3つのチェーンのそれぞれは、アルファ（α）、ベータ（β）、およびガンマ（γ）として識別されます。
各ラミニンの三量体の形成は、その各鎖のC末端領域の結合に依存します。各分子内で、これらの鎖はペプチド結合と3つのジスルフィドブリッジを介して対になっており、構造に大きな機械的強度を与えます。
ラミニンの構造の模式図（出典：Maiaaspe / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）経由Wikimedia Commons）
典型的なラミニンモノマーの電子顕微鏡による観察では、構造が非対称のクロスの一種であり、その端の1つに顕著な球形が特徴である約77 nm（ナノメートル）の長いアームがあることが詳細に示されています。
さらに、約34 nmに2つ、約48 nmに1つ、3つの短いアームが観察されます。各アームは、メインチェーンと同様に球状の端で終わりますが、サイズは小さくなっています。
異なるタイプのラミニンの違いは主に、少なくとも3つの異なる方法で折りたたむことができるα鎖の違いによるものです。現在、すべてのチェーンでバリエーションが確認されていますが、
- ラミニンαの5つの異なるバリエーションまたはチェーン
- β鎖の3つのバリエーション
- γチェーンの3つのバリエーション
特徴
ラミニンの最も重要で一般的に研究されている機能は、それらが見つかる基底膜に隣接する細胞の細胞膜に固定される受容体との相互作用の機能です。
この相互作用により、これらのタンパク質は複数の細胞活動およびシグナル伝達経路の調節に関与します。それらの機能は、細胞表面上の特定の受容体との相互作用に依存することを述べておく必要があります（膜受容体の多くは、現在、ラミニンに結合する能力に従って分類されています）。
インテグリンはラミニンと相互作用する受容体であり、「非インテグリン」受容体はこれらのタンパク質に結合する能力を持たない受容体です。「非インテグリン」タイプの受容体のほとんどは、プロテオグリカン、一部のジストログリカンまたはシンデカンです。
身体器官の組織の成熟は、幼若器官を構成する組織の基底膜に最初に留まった初期のラミニンの置換で発生します。
ラミニンの中で最も研究されているタイプはラミニン-1であり、これはin vitro条件下での事実上あらゆるタイプのニューロンの軸索の成長に直接関連しています。ニューロンの表面。
命名法とタイプ
生化学者は、ラミニンファミリーを非常に大きなタンパク質ファミリーであると考えていますが、そのメンバーのいくつかはまだ知られていません。ただし、最新のツールを使用すると、新しいタイプのラミニンを短時間で垣間見ることができます。
このようなタンパク質はそれぞれ、1から15までの番号で識別されます（ラミニン-1、ラミニン-2…ラミニン-15）。
各ラミニンが持つチェーンのタイプを示す別のタイプの命名法も使用されます。たとえば、ラミニン11はアルファ（α）-5鎖、ベータ（β）-2鎖、およびガンマ（γ）-1鎖で構成されているため、ラミニン521と名付けることができます。
さらに、各ラミニンは、関連付けられている機能と、参加している身体の特定の組織に従って分類されます。ラミニンの例は次のとおりです。
- Lamina-1：上皮の発達に関与
- ラミニン-2：すべての組織、末梢神経系および糸球体のマトリックスの筋発生に関与しています。
- Lamina-3：筋腱接合部に参加します
- Lamina-4：神経筋接合部と糸球体のメサンギウム基質で機能します
- ラミニン-5、6、7：表皮組織に優先的に作用します。
参考文献
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