Laminine

Le laminine sono una delle principali glicoproteine ​​che costituiscono una parte integrante dell’impalcatura strutturale delle membrane basali, matrici extracellulari che si trovano in intimo contatto con singole cellule e strati cellulari.

Le laminine possono autoassemblarsi, legarsi ad altre macromolecole della matrice e avere interazioni cellulari uniche e condivise mediate, ad esempio, da integrine e distroglicano. Attraverso queste interazioni, le laminine contribuiscono in modo critico alla differenziazione cellulare, alla forma e al movimento delle cellule, al mantenimento dei fenotipi tissutali e alla promozione della sopravvivenza dei tessuti.

Oltre alle laminine, le membrane basali contengono collageni di tipo IV, entactine e proteoglicani come perlecano, agrina e bamacan. Questi componenti possono essere trovati in associazione tra loro e con una varietà di altre macromolecole come fibulina-1, SPARC proteina secreta acida e ricca in cisteina, conosciuta anche come osteonectina, fibronectina e fattori di crescita

Struttura delle laminine

Strutturalmente, la laminina è composta da tre catene legate da disolfuro. Tutte le laminine condividono elementi comuni, come piccoli domini globulari, coinvolti nella polimerizzazione a catena delle ripetizioni simili al fattore di crescita epidermico, che mediano indirettamente la connessione al collagene di tipo IV all’interno della membrana basale.

Le laminine sono glicoproteine ​​eterotrimeriche, costituite da subunità β e γ avvolte attorno a una catena α centrale. Studi strutturali tramite microscopia elettronica nei primi anni ’80 hanno rivelato una molecola a forma di croce, che successivamente si è visto essere composta da tre distinte catene polipeptidiche.

I tre bracci corti della molecola di laminina a forma di croce corrispondono alle regioni N-terminali delle tre catene, mentre il braccio lungo è una spirale α-elicoidale di tutte e tre le catene. Nella struttura a forma di croce le tre catene si avvolgono una rispetto all’altra mediante il loro dominio «laminin coiled‐coil» (LCC) per formare il braccio lungo della croce.

All’estremità di questo braccio lungo vi è un dominio globulare di laminina (LG) di grandi dimensioni che si trova nel C‐terminale di tutte le 5 isoforme di catene α. I domini LG contengono 5 sotto‐domini contenenti  i siti di legame per recettori sulla superficie cellulare, quali integrine e distroglicano.

Legame delle molecole di laminina

Il collante che unisce i componenti strutturali all’interno delle membrane basali è costituito dal legame delle molecole di laminina per formare un polimero a maglie, dal legame delle molecole di collagene di tipo IV per formare un polimero a rete e nelle interazioni di legame tra singole laminine, nidogeni singoli polipeptidi a forma di manubrio, collageni e altri componenti.

Vi sono due classi di interazioni che creano l’architettura delle matrici extracellulari. Una classe consiste nelle interazioni di legame tra i componenti strutturali, che portano alla formazione di eteropolimeri. L’altra classe consiste nel legame dei componenti strutturali ai recettori della superficie cellulare.

Ogni molecola componente non deve essere vincolata da un recettore e l’architettura della membrana basale può estendersi oltre i confini immediati della superficie cellulare. Esempi di quest’ultima sono le spesse membrane basali “multistrato” della capsula del cristallino.

Funzioni

La laminine svolgono un ruolo nell’adesione cellulare, nella migrazione, nella differenziazione, nello sviluppo embrionale e nell’angiogenesi durante la guarigione delle ferite. Sono caratterizzate da funzioni sia comuni che specifiche. La funzione comune e più importante delle laminine è quella di interagire con i recettori ancorati nella membrana plasmatica delle cellule adiacenti alle membrane basali. Così facendo, le laminine regolano molteplici attività cellulari e percorsi di segnalazione.

Le estremità C-terminali delle laminine interagiscono con proteine ​​ancorate nelle membrane plasmatiche di cellule o microrganismi, trasmettendo così segnali biochimici e meccanici tra reti molecolari intracellulari ed extracellulari. Le estremità N-terminali delle laminine sono coinvolte in interazioni principalmente con altre molecole della matrice extracellulare presenti nelle membrane basali.

Pertanto, sono parte integrante delle complesse reti molecolari extracellulari importanti per l’architettura e la fisiologia delle membrane basali e si ritiene che alcune parti non ancora ben definite interagiscano con piccole molecole come fattori di crescita e citochine.

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