层粘连蛋白

**層粘連蛋白**(英語：Laminin) 是細胞外基質的高分子量（~400 至約 900kDa）蛋白質。 它們是基底層（基底膜的一層）的主要成分，是大多數細胞和器官的一個蛋白質網絡基礎。 層粘連蛋白是基底層的重要和生物活性部分，影響細胞分化，遷移和粘附。

層粘連蛋白是異源三聚體蛋白，其 α- 鏈，β- 鏈和 γ- 鏈分別有五種，四種和三種遺傳變體。 層粘連蛋白分子根據其鏈組成命名。例如層粘連蛋白 - 511 含有 α5，β1 和 γ1 鏈。已經在體內鑑定了 14 種其他鏈組合。 三聚體蛋白相交形成十字形結構，可以與其他細胞膜和細胞外基質分子結合。三個較短的臂特別擅長與其他層粘連蛋白分子結合，這允許它們形成片。 長臂能夠與細胞結合，這有助於將有組織的組織細胞錨定到膜上。

層粘連蛋白家族的糖蛋白是生物體幾乎每個組織中結構支架的組成部分。 它們被分泌並摻入細胞相關的細胞外基質中。 層粘連蛋白對組織的維持和存活至關重要。 有缺陷的層粘連蛋白可導致肌肉形成不當，導致肌肉營養不良，致命的皮膚水疱病（交界性大疱性表皮鬆解症）和腎臟過濾器（腎病症候群）的缺陷。

## 類型

已經鑑定了 15 種層粘連蛋白三聚體。 層粘連蛋白是不同的 α-，β- 和 γ- 鏈的組合。

* 五種形式的 α- 鏈是：LAMA1，LAMA2，LAMA3（具有三種剪接形式），LAMA4，LAMA5
* β- 鏈包括：LAMB1，LAMB2，LAMB3，LAMB4（注意，沒有已知的層粘連蛋白三聚體包含 LAMB4，其功能仍然知之甚少）
* γ 鏈是：LAMC1，LAMC2，LAMC3

層粘連蛋白先前已經被發現，即層粘連蛋白 - 1，層粘連蛋白 - 2，層粘連蛋白 - 3 等，但是命名法被改變以描述每種同種型中存在哪些鏈（層粘連蛋白 - 111，層粘連蛋白 - 211 等）。 此外，許多層粘連蛋白在層粘連蛋白命名法到位之前具有俗名 (common names)。

## 功能

層粘連蛋白形成獨立的網絡，並通過 entactin 的 IV 型膠原蛋白網絡，纖連蛋白，和 perlecan 相關。 它們還通過整合素受體和其他質膜分子與細胞膜結合，如 dystroglycan 糖蛋白複合物和 Lutheran 血型糖蛋白。 通過這些相互作用，層粘連蛋白有助於細胞附著和分化，細胞形狀和運動，維持組織表型，促進組織存活。 層粘連蛋白的這些生物學功能中的一些與特定的胺基酸序列或層粘連蛋白的片段有關。 例如，位於層粘連蛋白 α 鏈上的肽序列 [GTFALRGDNGDNGQ] 促進內皮細胞的粘附。

層粘連蛋白 α4 分布在多種組織中，包括周圍神經系統，背根神經節，骨骼肌和毛細血管；在神經肌肉接點處，它是突觸專業化所必需的。 層粘連蛋白 - G 結構域的結構已經被預測類似於五聚蛋白。

### 在神經發育中的作用

層粘連蛋白 - 111 是神經軸突將在體內和體外生長的主要底物。 例如，它奠定了發展視網膜神經節細胞從視網膜到頂蓋的途徑。 它也經常用作細胞培養實驗中的底物。

### 在周圍神經修復中的作用

層粘連蛋白在周圍神經損傷後在損傷部位富集並由施旺細胞分泌。 周圍神經系統的神經元表達整合素受體，其附著於層粘連蛋白並在損傷後促進神經再生。

## 病理

一種特定層粘連蛋白，層粘連蛋白 - 211 的功能失調結構是一種形式的先天性肌營養不良的原因。 層粘連蛋白 - 211 由 α2，β1 和 γ1 鏈組成。 這種層粘連蛋白的分布包括大腦和肌肉纖維。 在肌肉中，它通過 G 結構域與 α-dystroglycan 和整合素 α7-β1 結合，並且通過另一端與細胞外基質結合。

上皮細胞粘附到基底膜所必需的層粘連蛋白 - 332 異常，導致稱為交界性大疱性表皮鬆解症的病症，其特徵在於全身性水疱，皮膚和黏膜的旺盛肉芽組織，以及凹陷的牙齒。

腎臟過濾器中的功能性層粘連蛋白 - 521 導致蛋白質滲漏到尿液中和腎病症候群。

## 層粘連蛋白質結構域

層粘連蛋白含有幾個保守的蛋白質結構域。

### 結構域 I 和結構域 II

層粘連蛋白是三聚體分子；層粘連蛋白 - 1 是 α1β1γ1 三聚體 (Protein trimer)。 已經提出，來自層粘連蛋白 A，B1 和 B2 的結構域 I 和 II 可以聚集在一起形成三捲曲螺旋的螺旋結構。

### 層粘連蛋白 B 結構域

層粘連蛋白 B 結構域（也稱為結構域 IV）是功能未知的胞外 (extracellular) 模塊。 它存在於許多不同的蛋白質中，包括來自基底膜的硫酸乙醯肝素蛋白聚糖，來自秀麗隱杆線蟲的層粘連蛋白樣蛋白質和層粘連蛋白。 在短層粘連蛋白鏈（α4 或 β3）中未發現層粘連蛋白 IV 結構域。

### EGF 樣結構域

除了不同類型的球狀結構域外，每個層粘連蛋白亞基在其前半部分含有長度約為 60 個胺基酸的連續重複序列，其中包括 8 個保守的半胱氨酸。該結構域的三級結構在 N 端與 EGF 樣結構域模塊的三級結構相似。 它也被稱為 'LE' 或 ' 層粘連蛋白型 EGF 樣 ' 結構域。 不同形式的層粘連蛋白中層粘連蛋白 EGF 樣結構域的拷貝數量是高度可變的；從 3 份至 22 份拷貝數量已被發現。在小家鼠的層粘連蛋白 γ-1 鏈中，第七個 LE 結構域已被證明是唯一一個與巢蛋白具有高親和力結合的結構域。 結合位點位於環 C1-C3 和 C5-C6 內的表面上。 層粘連蛋白中長的連續層粘連蛋白 EGF 樣結構域形成有限柔韌性的棒狀元件，這決定了基底膜層粘連蛋白網絡形成的空間間隔。

## 含有層粘連蛋白結構域的人類蛋白

### 層粘連蛋白結構域 I

LAMA1; LAMA2; LAMA3; LAMA4; LAMA5;

### 層粘連蛋白結構域 II

LAMA1; LAMA2; LAMA3; LAMA4; LAMA5;

### 層粘連蛋白 EGF 樣結構域（結構域 III 和 V）

AGRIN; ATRN; ATRNL1; CELSR1; CELSR2; CELSR3; CRELD1; HSPG2;
LAMA1; LAMA2; LAMA3; LAMA4; LAMA5; LAMB1; LAMB2; LAMB3;
LAMB4; LAMC1; LAMC2; LAMC3; MEGF10; MEGF12; MEGF6;
MEGF8; MEGF9; NSR1; NTN1; NTN2L; NTN4; NTNG1; NTNG2;
RESDA1; SCARF1; SCARF2; SREC; STAB1; USH2A;

### 層粘連蛋白 G 結構域（結構域 IV）

AGRIN; CELSR1; CELSR2; CELSR3; CNTNAP1; CNTNAP2; CNTNAP3; CNTNAP3B; CNTNAP4;
CNTNAP5; COL11A1; COL11A2; COL12A1; COL14A1; COL15A1; COL16A1; COL18A1; COL19A1; 
COL20A1; COL21A1; COL22A1; COL24A1; COL27A1; COL5A1; COL5A3; COL9A1; CRB1; 
CRB2; CSPG4; EGFLAM; EYS; FAT; FAT2; FAT3; FAT4; GAS6; HSPG2; 
LAMA1; LAMA2; LAMA３; LAMA4; LAMA5; NELL1; NELL2; NRXN1; NRXN2; NRXN3;
PROS1; SLIT1; SLIT2; SLIT3; SPEAR; THBS1; THBS2; THBS3; THBS4; USH2A;

### 層粘連蛋白 N 端（結構域 VI）

LAMA1; LAMA2; LAMA３; LAMA5; LAMB1; LAMB2; LAMB3; LAMB4;
LAMC1; LAMC3; NTN1; NTN2L; NTN4; NTNG1; NTNG2; USH2A;

## 參閱

* 纖連蛋白
* 細胞外基質
* 基底膜
* 層粘連蛋白資料庫

## 參考資料

## 外部連結

* The Laminin Protein （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 醫學主題詞表（MeSH）：_Laminin_

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