Колаген - основний білок позаклітинного матриксу

Нестача аскорбінової кислоти порушує гідроксилювання проліну, в результаті чого дефектні про-альфа-ланцюги не можуть утворити стабільну потрійну спіраль і піддаються деградації всередині клітини, внаслідок чого спостерігаються симптоми цинги (ламкість кровоносних судин, розхитування зубів).

Процес формування про колагену в середині клітини включає наступні етапи:

¾ відщеплення сигнальнх пептидів, гідроксилювання залишків проліну в g-положенні і лізину з утворенням 4-гідроксипроліну та гідроксилізину;

¾ гідроксилювання розташованих в декількох c-положеннях залишків проліну до 3-гідроксироліну, приєднання галактози або глюкози до декількох залишків гідроксилізину, приєднання багатого на манозу олігосахариду до одного або двох пептидів, приєднання С-кінцевих пропептидів внаслідок процесу, спрямованого структурою даних доменів, а також формування як внутрішніх так і зовнішніх дисульфідних зв’язків.

Після приєднання С-пропептидів і формування кожного ланцюга, що містить близько 100 залишків 4-гідроксипроліну, в С-кінцевій ділянці формується «ядро» потрійної спіралі, після чого конформація потрійної спіралі розповсюджується в напрямку до N-кінцяза принципом подібним до руху блискавки.

Після секреції проколагену із фібробластів N-пропептиди відщеплюються N-протеїназою колагену (КФ 3.4.24.14.), а С-пропептиди - С-протеїназою проколагену (КФ 3.4.24.19.). Після чого відбувається збирання колагену в фібрили. На завершальному етапі лізиноксидаза (КФ 1.4.3.14.) перетворює деякі залишки лізину та гідроксипроліну в альдегіди, які утворюють серію складних сполук.

Побудова та процесинг багатьох нефібрилярних колагенів включають ті самі стадії з деякими важливими відмінностями. Більшість колагенів містять N- або С-кінцеві неколагенові домени, які не піддаються відщепленню, і як наслідок, не називаються про пептидами [3,7].

Порушення синтезу колагену лежить в основі таких спадкових захворювань, як латиризм (розхитаність суглобів, вивихи), синдром Елерса-Данлоса (до 14 типів проявів), недосконалий остеогенез (хвороба скляного чоловіка, вроджений рахіт, вроджена ламкість кісток), хвороба Марфана. Характерним проявом цих захворювань є пошкодження зв'язкового апарату, хрящів, кісткової системи, наявність вад серцевих клапанів.

Хвороби колагену, у тому числі так звані колагенози, виникають через безліч причин, якими можуть бути мутації в гені, що приводить до зміни форми колагенової молекули, або помилки у пострансляцінній модифікації колагену. Також хвороби можуть бути викликані недоліком або "неправильною роботою" ферментів, залучених в біосинтез колагену - дефіцит ферментів гідроксилювання (пролін-, лізингідроксилази), глікозилтрансферази (КФ 2.4.1.2.), N-проколагенової (КФ 3.4.24.14.) і С-проколагенової пептидаз (КФ 3.4.24.19.), лізиноксидаз (КФ 1.4.3.14.) з наступним порушенням поперечних зшивок, дефіцит міді, вітамінів В6, C. При хворобах, таких як цинга, відновлення балансу ферментів до нормального може призвести до повного виліковування [8].

Утворення колагенів регулюється на різних рівнях, починаючи від синтезу незрілих ланцюгів та їх вітамін С-залежне гідроксилювання за залишками проліну і закінчуючи дозріванням агрегованих тримерів за участю трансглутаміназ (КФ 2.3.2.13.) та лізиноксидаз (КФ 1.4.3.14.) [3,7]. Лізилоксидаза (КФ 1.4.3.14.) утворює поперечні зв’язки колагенових фібрил, представляє собою нерозчинний мідьвмісний білок. Ще один фермент, що бере участь у дозріванні колагену це трансглутаміназа (КФ 2.3.2.13.), яка зшиває білки на молекулярному рівні.

Подібні статті

Молекулярні компоненти, що утворюють адгезивні міжклітинні контакти
Молекулярні компоненти міжклітинних адгезивних контактів, а саме, кадгерини і катеніни, утворюють складні багатошарові тканини з окремих однотипних клітин, та дозволяють обмінюватись інформацією між ними. Їх регульована експресія є важливо ...

Бета-каротин принцип застосування, культивування мікроорганізмів, аналіз становища і перспектив у виробництві
Огляд літератури дипломного проекту узагальнює наявну на теперішній день інформацію про β-каротин, принцип його застосування, культивування мікроорганізмів, приводить аналіз становища і перспектив у виробництві β-каротину. Те ...