Collagen Molecular Structure

admin 0 Comments Articles

Collagen Molecular Structure

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

  Cząsteczka kolagenu, znana również jako „tropokolagen”, jest częścią większych agregatów kolagenowych, takich jak fibryle. Cała cząsteczka ma około 300 nm długości i 1,5 nm średnicy.

  Struktura potrójnej helisy kolagenu

  Indywidualnie występują trzy nici polipeptydowe. Nazywane są one łańcuchami alfa i każda z nich ma konformację lewoskrętnej helisy. Helisa alfa jest inną strukturą o konformacji prawoskrętnej.

  Dalej trzy lewoskrętne helisy są skręcone razem w prawoskrętną spiralę, tworząc potrójną helisę lub „superhelisę”. Końcowa, współpracująca struktura czwartorzędowa jest stabilizowana przez liczne wiązania wodorowe.

  Mikrofibryle

  W kolagenie typu I i prawdopodobnie we wszystkich kolagenach fibrylarnych, jeśli nie we wszystkich kolagenach, każda z potrójnych helis tworzy prawoskrętną super-zwój, która jest określana jako mikrofibryla kolagenowa.

  Następnie każda z mikrofibryli jest interdygitowana lub interkalowana z sąsiednimi mikrofibrylami. Wzmacnia to strukturę poszczególnych cząsteczek.

  Układ aminokwasów w kolagenie

  Kolagen zawiera specyficzne aminokwasy – Glicynę, Prolinę, Hydroksyprolinę i Argininę. Aminokwasy te mają regularny układ w każdym z trzech łańcuchów tych podjednostek kolagenu. Sekwencja często jest zgodna ze wzorem Gly-Pro-X lub Gly-X-Hyp, gdzie X może być dowolną z różnych innych reszt aminokwasowych. Prolina lub hydroksyprolina stanowią około 1/6 całkowitej sekwencji.

  Glicyna stanowi 1/3 sekwencji, co oznacza, że około połowa sekwencji kolagenu nie jest glicyną, proliną lub hydroksyproliną. Ponadto, regularne powtórzenia i wysoka zawartość glicyny występuje tylko w kilku innych białkach włóknistych, takich jak fibroina jedwabiu.

  W jedwabiu 75-80% to -Gly-Ala-Gly-Ala- z 10% seryny, a elastyna jest bogata w glicynę, prolinę i alaninę (Ala), której grupą boczną jest mała, obojętna grupa metylowa. Wysoka zawartość glicyny nie występuje w białkach globularnych, z wyjątkiem bardzo krótkich odcinków ich sekwencji. Ponieważ glicyna jest najmniejszym aminokwasem bez łańcucha bocznego, odgrywa unikalną rolę we włóknistych białkach strukturalnych.

  Kolageny nie zawierają chemicznie reaktywnych grup bocznych w przeciwieństwie do enzymów i białek transportowych. Kolagen determinuje fenotyp komórek, przyleganie komórek, regulację tkanek i infrastrukturę, a jego regiony bogate w nieprolinę pełnią funkcje asocjacyjne/regulacyjne dla komórek lub macierzy.

  Lewoskrętne heliksy powstają z powodu wysokiej zawartości pierścieni proliny i hydroksyproliny, z ich geometrycznie ograniczonymi grupami karboksylowymi i (drugorzędowymi) grupami aminowymi wraz z obfitością glicyny. Lewoskrętne heliksy powstają bez żadnego wewnątrzłańcuchowego wiązania wodorowego.

  Wiązania krzyżowe w kolagenie

  Wytrzymałość kolagenu na rozciąganie zależy od tworzenia kowalencyjnych międzycząsteczkowych wiązań krzyżowych pomiędzy poszczególnymi podjednostkami białka. Kolageny zawierające fibryle u wyższych kręgowców (typy I, II, III, V i XI) są usieciowane poprzez mechanizm oparty na reakcjach aldehydów generowanych enzymatycznie z łańcuchów bocznych lizyny (lub hydroksylizyny) przez oksydazę lizylową.

  Niektóre inne typy kolagenu (np, kolagen typu IX chrząstki) są również usieciowane przez mechanizm oksydazy lizylowej.

  Dalsza lektura

  • Wszystkie treści dotyczące kolagenu
  • Kolagen – Co to jest kolagen?
  • Struktura fibrylarna kolagenu
  • Synteza kolagenu
  • Zastosowania medyczne kolagenu
  

  Written by

  Dr. Ananya Mandal

  Dr Ananya Mandal jest lekarzem z zawodu, wykładowcą z powołania i pisarką medyczną z zamiłowania. Po ukończeniu studiów licencjackich (MBBS) specjalizowała się w farmakologii klinicznej. Dla niej komunikacja zdrowotna to nie tylko pisanie skomplikowanych recenzji dla profesjonalistów, ale także czynienie wiedzy medycznej zrozumiałą i dostępną dla ogółu społeczeństwa.

  Last updated Apr 19, 2019

  Citations

  Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Mandal, Ananya. (2019, April 19). Collagen Molecular Structure (Struktura molekularna kolagenu). Wiadomości-Medyczne. Retrieved on March 25, 2021 from https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx.

  • MLA

    Mandal, Ananya. „Collagen Molecular Structure”. News-Medical. 25 marca 2021. <https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx>.

  • Chicago

    Mandal, Ananya. „Collagen Molecular Structure”. News-Medical. https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx. (accessed March 25, 2021).

  • Harvard

    Mandal, Ananya. 2019. Collagen Molecular Structure (Struktura molekularna kolagenu). Wiadomości-Medyczne, przeglądane 25 marca 2021, https://www.news-medical.net/health/Collagen-Molecular-Structure.aspx.

  .