Molekulární struktura kolagenu

admin 0 Comments Articles

Molekulární struktura kolagenu

• Od Dr. Ananya Mandal, MDReviewed by April Cashin-Garbutt, MA (Editor)

  Molekula kolagenu, známá také jako „tropokolagen“, je součástí větších kolagenových agregátů, jako jsou fibrily. Celá molekula je dlouhá přibližně 300 nm a má průměr 1,5 nm.

  Struktura trojité šroubovice kolagenu

  Jednotlivě se jedná o tři polypeptidová vlákna. Ty se nazývají alfa řetězce a každý z nich má konformaci levotočivé šroubovice. Alfa šroubovice je jiná struktura s pravotočivou konformací.

  Dále jsou tři levotočivé šroubovice stočeny do pravotočivé spirály, čímž vzniká trojitá šroubovice neboli „superšroubovice“. Konečná kooperativní kvartérní struktura stabilizovaná četnými vodíkovými vazbami.

  Mikrofibrila

  U kolagenu typu I a pravděpodobně u všech fibrilárních kolagenů, ne-li u všech kolagenů, tvoří každá z trojitých šroubovic pravotočivou superzávitnici, která se označuje jako kolagenová mikrofibrila.

  Dále je každá z mikrofibril interdigitována nebo interkalována se sousedními mikrofibrilami. Tím se zpevňuje struktura jednotlivých molekul.

  Uspořádání aminokyselin v kolagenu

  Kolagen obsahuje specifické aminokyseliny – glycin, prolin, hydroxyprolin a arginin. Tyto aminokyseliny mají pravidelné uspořádání v každém ze tří řetězců těchto kolagenních podjednotek. Pořadí často odpovídá schématu Gly-Pro-X nebo Gly-X-Hyp, kde X může být kterýkoli z různých dalších aminokyselinových zbytků. Prolin nebo hydroxyprolin tvoří přibližně 1/6 celkové sekvence.

  Glycin tvoří 1/3 sekvence, což znamená, že přibližně polovinu kolagenové sekvence netvoří glycin, prolin nebo hydroxyprolin. Pravidelné opakování a vysoký obsah glycinu se navíc vyskytuje pouze u několika dalších vláknitých proteinů, například u hedvábného fibroinu.

  V hedvábí je 75-80 % -Gly-Ala-Gly-Ala- s 10 % serinu a elastin je bohatý na glycin, prolin a alanin (Ala), jehož postranní skupinou je malá inertní methylová skupina. Vysoký obsah glycinu se v globulárních bílkovinách nevyskytuje s výjimkou velmi krátkých úseků jejich sekvence. Protože glycin je nejmenší aminokyselinou bez postranního řetězce, hraje jedinečnou roli ve vláknitých strukturních proteinech.

  Kollageny neobsahují chemicky reaktivní postranní skupiny na rozdíl od enzymů a transportních proteinů. Kolagen určuje buněčný fenotyp, buněčnou adhezi, tkáňovou regulaci a infrastrukturu a jeho oblasti bohaté na neproliny mají asociační/regulační úlohu pro buňky nebo matrici.

  Levotočivé šroubovice vznikají díky vysokému obsahu prolinových a hydroxyprolinových kruhů s jejich geometricky omezenými karboxylovými a (sekundárními) aminoskupinami spolu s hojným výskytem glycinu. Levotočivé šroubovice se vytvářejí bez vnitrochainových vodíkových vazeb.

  Křížové vazby v kolagenu

  Pevnost kolagenu v tahu závisí na tvorbě kovalentních mezimolekulárních křížových vazeb mezi jednotlivými bílkovinnými podjednotkami. Kolageny obsahující fibrily u vyšších obratlovců (typy I, II, III, V a XI) jsou zesíťovány mechanismem založeným na reakcích aldehydů generovaných enzymově z postranních řetězců lysinu (nebo hydroxylysinu) lysyloxidázou.

  Některé další typy kolagenů (např, kolagen typu IX chrupavky) jsou také zesíťovány mechanismem lysyloxidázy.

  Další čtení

  • Všechen obsah kolagenu
  • Kolagen – Co je kolagen?
  • Struktura kolagenových vláken
  • Syntéza kolagenu
  • Využití kolagenu v medicíně
  

  Napsal

  Dr. Ananya Mandal

  Dr. Ananya Mandal je povoláním lékařka, povoláním lektorka a vášní lékařská spisovatelka. Po bakalářském studiu (MBBS) se specializovala na klinickou farmakologii. Komunikace v oblasti zdravotnictví pro ni neznamená jen psaní složitých přehledů pro odborníky, ale zpřístupnění lékařských znalostí srozumitelně i široké veřejnosti.

  Poslední aktualizace 19. 4. 2019

  Citace

  Pro citování tohoto článku v eseji, referátu nebo zprávě použijte jeden z následujících formátů:

  • APA

    Mandal, Ananya. (2019, 19. dubna). Molekulární struktura kolagenu. News-Medical. Získáno 25. března 2021 z https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx.

  • MLA

    Mandal, Ananya. „Molekulární struktura kolagenu“. News-Medical. 25. března 2021. <https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx>.

  • Chicago

    Mandal, Ananya. „Molekulární struktura kolagenu“. News-Medical. https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx. (Přístup 25. března 2021).

  • Harvard

    Mandal, Ananya. 2019. Molekulární struktura kolagenu. News-Medical, zobrazeno 25. března 2021, https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx.

  .