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.2011年2月1日；3（2）：a004911。
doi:10.1101/cshperspect.a004911。

基底膜：细胞支架和信号平台

彼得·D·尤尔琴科 1
附属机构
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基底膜：细胞支架和信号平台

彼得·D·尤尔琴科. 冷泉Harb Perspect生物. .

摘要

基底膜是广泛分布的细胞外基质，覆盖在上皮细胞和内皮细胞的基底层以及肌肉、脂肪和雪旺细胞周围。这些细胞外基质首先在早期胚胎发育中表达，通过层粘连蛋白、IV型胶原蛋白、巢蛋白和蛋白聚糖之间的结合相互作用，在活性细胞表面自我组装。它们形成稳定的质膜延伸部分，提供细胞粘附，并充当固相激动剂。基底膜在组织和器官形态发生中发挥作用，并有助于维持成人的功能。对不同结构成分表达产生不利影响的突变与不同阶段的发育停滞以及肌肉、神经、大脑、眼睛、皮肤、血管和肾脏的产后疾病有关。

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图1。
图1。
基底膜蛋白和结构域。基底膜的大型糖基化蛋白由各种蛋白基序的串联重复组成，可能通过基因复制进化而来。层粘连蛋白亚基由包含氨基末端球蛋白（LN结构域）的阵列、形成杆状区域的层粘连素型表皮生长因子样重复序列（每个LE结构域包含四个胱氨酸对）、，L4结构域（球状体中断两个半LE结构域，从而使第二和第四个半胱氨酸桥接球状体的基底）、LF（β亚基的独特球状体）、修改的LF结构域（此处指定为LFx）、长卷曲线圈结构域（节状Lβ亚结构域中断β亚基七肽重复），和末端LG结构域（羧基末端层粘连蛋白球状结构域，每个α亚基中都有β三明治）。每个层粘连蛋白由一个α、β和γ亚基组成，该亚基在卷曲螺旋结构域平行连接，并通过LE/卷曲螺旋连接处的每个亚基之间以及羧基末端附近的β和γ亚基之间的二硫键对稳定。所示的领域命名法是最近修订的（Aumailley等人，2005年）。Nidogens是层粘连蛋白结合蛋白，具有自己的球状结构域（G1-G3），由EGF-like结构域（通常每个结构域有六个半胱氨酸）、甲状腺球蛋白I型重复序列（Ty）和G1-相邻的独特杆状片段分隔。内特林具有层粘连蛋白型LN结构域、LE重复序列和独特的羧基末端内特林结构域。Perlecan由五个区域组成，这些区域由硫酸乙酰肝素（HS）、SEA结构域（海胆肠激酶和agrin结构域）、LDL受体重复序列、由重复的L4和LE结构域组成的层粘连蛋白短臂区域、免疫球蛋白（Ig）重复序列、，和层粘连蛋白型LG结构域被EGF-型重复序列分隔。Agrins由氨基末端层粘连蛋白结合域（NtA）、卵泡抑素样重复序列（FS）、LE域、丝氨酸/苏氨酸富集域（S/T）和LG域组成，LG域两侧为EGF-like重复序列。两个位点的剪接变异赋予神经聚合蛋白中的肝素结合（A/y插入）和乙酰胆碱聚集活性（B/z插入）。最常见的IV型胶原异源三聚体（α1）的结构域图2图中显示了α2[IV]）。三螺旋结构域包含gly-x-y重复序列（垂直条）的多个中断，具有灵活性，被认为有助于在组装过程中进行分支。
图2。
图2。
基底膜成分、受体和分子间结合。基底膜含有层粘连蛋白、巢蛋白（Nd）、IV型胶原蛋白、珍珠糖（perl）和聚合蛋白（Ag）。受体和其他细胞表面结合分子包括整合素、肌营养不良多糖（DG）、路德糖蛋白（Lu）和硫酸化糖脂，如硫酸酯类（SGL）。层粘连蛋白-3A32参与半桥粒（HD）组装，与α6β4整合素和BP180相互作用。层粘连蛋白因其结构域的互补性、聚合能力、蛋白水解过程、受体结合储备和受体亲和力而不同。相对强（重实线和虚线）和弱（细虚线）的相互作用用粗线和细线表示，粗线和细线具有近似的离解常数，其中已知（nM值中的小数）表示（Denzer等人1998；Gesemann等人1998；Hopf等人1999；Talts等人1999；Talks等人2000；Hoff等人2001；尼尔森和山田2001年；Ries等人，2001年；Garbe等人，2002年；Smirnov等人，2002年；Nishiuchi等人，2006年；Harrison等人，2007年）。
图3。
图3。
地下室膜组件。(A类)由聚合层粘连蛋白启动的基膜组装步骤。层粘连蛋白LG结构域通过硫酸化糖脂（SGL）、可用整合素和α-dystroglycan结合到活性细胞表面，通过其LN结构域促进层粘连素聚合。α-LN结构域还与硫酸酯和整合素结合，迫使层粘连蛋白侧移，从而激活新的整合素亚群。Nidogens与层粘连蛋白的卷曲螺旋结构域和IV型胶原蛋白结合，形成稳定桥（胶原蛋白也通过其他特征较差的相互作用与发育中的基底膜结合）。IV型胶原聚合形成第二个共价稳定网络。Agrin和perlecan分别与层粘连蛋白线圈和巢蛋白结合，也与肌营养不良聚糖（DG）、整合素和硫酸化糖脂结合，与其他受体建立侧支联系。肝素结合生长因子（GF）与硫酸乙酰肝素链及其受体酪氨酸激酶（RTK）结合，与整合素激活协同激活信号通路。(B类)由非聚合层粘连蛋白启动的基膜组装步骤。在具有弱LG相互作用且无α-LN结构域的α4-层粘连蛋白的情况下，锚定可能严重依赖于通过agrin和perlecan的侧支连接。层粘连蛋白通过巢蛋白与IV型胶原建立联系；然而，在没有聚合的情况下，得到的支架具有较低的层粘连蛋白密度。
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