Laminine

laminin

Laminine bilden eine Familie komplexer Extrazellulärmatrixproteine, die für die Funktion von Basalmembranen von entscheidender Bedeutung sind.

Laminine bilden eine Familie von großen Glykoproteinen, die als Heterotrimere aus je einer α-, β- und γ-Kette zusammengesetzt sind (s. Tabelle) und die Form eines lateinischen Kreuzes bilden.

Nachfolgende Tabelle zeigt die Laminintypen:

Bisher wurden 11 Isoformen von Laminin beschrieben, die aus einem Repertoire von 5 α-Ketten, 3 β-Ketten und 2 γ-Ketten mit einer Molmasse von ca. 150–400 kDa gebildet werden. Darüber hinaus können durch alternatives Spleißen und durch proteolytische Prozessierung weitere Varianten entstehen. Laminine besitzen eine entscheidende Bedeutung für die strukturelle Integrität und die Funktion der verschiedenen Basalmembranen. Laminine, die sich wie Kollagen Typ IV Kollagene zu zweidimensionalen Netzwerken zusammenlagern können, werden in der Embryogenese bei der Ausbildung der Basalmembranen bereits vor Kollagen Typ IV exprimiert. Über die Bindung von Heparansulfat-Proteoglykanen, Nidogen (1-2) und Kollagen Typ IV sind die Laminine für die Ausbildung und Stabilität der Basalmembranen und über die Bindung an spezifische Integrine der Zellmembran für die Verankerung der Basalmembranen in den Geweben verantwortlich. Die Lamininisoformen zeigen, entsprechend der unterschiedlichen Aufgaben der verschiedenen Basalmembranen (z. B. in der Haut, der Blut-Hirn-Schranke, der Blutgefäße oder der glomerulären Basalmembran), wie die Kollagen-Typ-IV-Isoformen gewebespezifische Expressionsmuster. Die Bedeutung der Laminine für die Funktion der verschiedenen Basalmembranen ergibt sich aus der Analyse einer Reihe von Laminingendefekten, z. B. ist die fehlende Expression der γ1-Kette, bedingt durch das Fehlen von Basalmembranen, in den entsprechenden Knockout-Mäusen bereits in der frühen Embryonalphase letal. Eine Reihe weiterer Gendefekte, z. B. der Laminin-α5-Kette, die vorwiegend in Blutgefäßen exprimiert wird, sind ebenfalls letal, während weitere Defekte teilweise durch andere Lamininketten kompensiert werden können. Mutationen der α2-Kette in Laminin-2, als wichtiger Bestandteil der neuromuskulären Endplatte, führen zu einer Form der Muskeldystrophie, obwohl partiell eine Kompensation durch Laminin-1 erfolgen kann. Mutationen in den verschiedenen Ketten von Laminin-5, einer Epithel-spezifischen Lamininisoform, die Bestandteil der sog. „anchoring filaments“ in der Basalmembran zwischen Dermis und Epidermis ist, führen zu einer Form der humanen Epidermolysis bullosa (Herlitz-Syndrom). Die ausgeprägte Blasenbildung bei diesem Krankheitsbild wird durch die unzureichende Verankerung der Basalmembran und die daraus resultierende mangelnde Scherfestigkeit der Haut verursacht. Die Expression von Laminin-5 bzw. der durch Matrix-Metalloproteinasen proteolytisch prozessierten γ2-Kette wird aber auch mit einem invasiven Verhalten epithelialer Tumoren, u. a. kolorektaler Karzinome und Pankreaskarzinome, in Verbindung gebracht. Die Bestimmung von Laminin(fragmenten) erfolgt mit einem Immunoassay.