Mustaqil ish Mavzu: Kollogen oqsili

Sintetik patogenez
S vitamini etishmasligining sabablari shilliqqurt, nuqsonli kollagen kuchli shakllanishiga to'sqinlik qiladigan jiddiy va og'riqli kasallik biriktiruvchi to'qima. Tish go'shti yomonlashishi va qon ketishi, tishlarning yo'qolishi bilan; terining rangsizlanishi va yaralar shifo bermang. XVIII asrgacha bu holat uzoq muddatli harbiy, xususan dengiz floti ekspeditsiyalari orasida taniqli bo'lgan, uning davomida ishtirokchilar S vitamini bo'lgan oziq-ovqatlardan mahrum bo'lishgan.
An otoimmun kasallik kabi qizil yuguruk eritematozi yoki romatoid artrit[25] sog'lom kollagen tolalariga hujum qilishi mumkin.
Ko'plab bakteriyalar va viruslar ajralib chiqadi virulentlik omillari, masalan, ferment kollagenaza, bu kollagenni yo'q qiladi yoki uni ishlab chiqarishga xalaqit beradi.
Molekulyar tuzilish
Bitta kollagen molekulasi - tropocollagen, fibrillalar kabi yirikroq kollagen agregatlarini hosil qilish uchun ishlatiladi. Bu taxminan 300 ga tengnm uzun va diametri 1,5 nm, va u uchtadan iborat polipeptid iplar (alfa peptidlar deb ataladi, 2-bosqichga qarang), ularning har biri chap qo'lning konformatsiyasiga ega spiral - buni o'ng qo'l bilan aralashtirmaslik kerak alfa spirali. Ushbu uchta chap vertolyot birlashtirilib, o'ng qo'lli uchta spiral yoki "super spiral", kooperativga aylantirildi to'rtinchi tuzilish ko'pchilik tomonidan barqarorlashdi vodorod aloqalari. I turdagi kollagen va ehtimol barcha fibrillyar kollagenlar bilan, agar hammasi kollagenlar bo'lmasa, har uch uchli spiral kollagen mikrofibril deb ataladigan o'ng qo'lli super-super-spiralga qo'shiladi. Har bir mikrofibril aralashgan qo'shni mikrofibrillalari bilan ularni beqarorligini ko'rsatishi mumkin bo'lgan darajada, garchi kollagen fibrillalari ichida ular juda yaxshi buyurtma qilingan bo'lsa, ular kristalli bo'ladi.

Kollagenning o'ziga xos xususiyati bu muntazam joylashishdir aminokislotalar ushbu kollagen subbirliklarining uchta zanjirining har birida. Ketma-ketlik ko'pincha naqshga amal qiladi Gly-Pro-X yoki Gly-X-Hyp, bu erda X boshqa har qanday boshqa aminokislota qoldiqlari bo'lishi mumkin. Prolin yoki gidroksiprolin umumiy ketma-ketlikning 1/6 qismini tashkil qiladi. Glytsin ketma-ketlikning 1/3 qismini hisobga olgan holda, bu kollagen sekansining taxminan yarmi glitsin, prolin yoki gidroksiprolin emasligini anglatadi, bu odatiy bo'lmagan GX chalg'itishi tufayli tez-tez o'tkazib yuboriladi.1X2 kollagen alfa-peptidlarning xarakteristikasi. Kollagen tarkibidagi glitsinning yuqori miqdori kollagen spiralining stabillashuvi jihatidan muhimdir, chunki bu kollagen tolalarini molekula ichida juda yaqin birlashishiga, vodorod bilan bog'lanishiga va molekulalararo o'zaro bog'liqlik hosil bo'lishiga imkon beradi.[19] Bunday muntazam takrorlash va yuqori glitsin miqdori faqat bir nechta boshqa tolali oqsillarda uchraydi, masalan ipak fibroin.

Kollagen nafaqat tarkibiy oqsildir. Hujayra fenotipini, hujayraning adezyonini, to'qimalarning regulyatsiyasini va infratuzilmasini aniqlashdagi asosiy roli tufayli uning prolinga boy bo'lmagan mintaqalarining ko'plab bo'limlari hujayra yoki matritsa assotsiatsiyasi / regulyatsiyasi rollariga ega. Prolin va gidroksiprolin halqalarining nisbatan yuqori miqdori, ularning geometrik jihatdan cheklanganligi karboksil va (ikkinchi darajali) amino guruhlar, juda ko'p miqdordagi glitsin bilan bir qatorda, individual polipeptid iplarining chap qo'lli spirallarni o'z-o'zidan, hech qanday ichki ichidagi vodorod bog'lanishisiz shakllantirish tendentsiyasini hisobga oladi.
Glisin yon zanjiri bo'lmagan eng kichik aminokislota bo'lgani uchun tolali strukturaviy oqsillarda o'ziga xos rol o'ynaydi. Kollagenda Gly har uchinchi holatda talab qilinadi, chunki uchli spiralning yig'ilishi bu qoldiqni spiralning ichki qismiga (o'qiga) qo'yadi, bu erda glitsinning yagona qismidan kattaroq yon guruh uchun joy yo'q. vodorod atomi. Xuddi shu sababga ko'ra Pro va Hyp uzuklari tashqi tomonga ishora qilishi kerak. Ushbu ikkita aminokislotalar uch karamli spiralni barqarorlashtirishga yordam beradi - Hyp Pro dan ham ko'proq; kabi hayvonlarda ularning past konsentratsiyasi talab qilinadi baliq, kimning tana harorati ko'pchilik issiq qonli hayvonlardan pastroq. Pastroq prolin va gidroksiprolin tarkibi sovuq suvga xos, ammo iliq suv baliqlariga xos emas; ikkinchisi sutemizuvchilarga o'xshash prolin va gidroksiprolin tarkibiga ega.[ Sovuq suvli baliq va boshqa tarkibidagi pastki prolin va gidroksprolin tarkibiga kiradi poikilotermiya hayvonlar o'zlarining kollagenlarini sutemizuvchilar kollageniga qaraganda pastroq termal barqarorlikka ega bo'lishiga olib keladi.Ushbu pastki issiqlik barqarorligi shuni anglatadi jelatin baliq kollagenidan olingan ko'plab oziq-ovqat va sanoat dasturlari uchun mos emas.
Tropokollagen subbirliklar o'z-o'zidan o'z-o'zini yig'ish, muntazam ravishda uchlari bilan, hatto undan ham kattaroq qatorlarga hujayradan tashqari to'qimalarning bo'shliqlari. Fibrillalarni qo'shimcha ravishda yig'ish fibroplastlar tomonidan boshqariladi, ular fibripozitordan to'liq hosil bo'lgan fibrillalarni yotqizadilar. Fibrillyar kollagenlarda molekulalar qo'shni molekulalarga 67 ga yaqin qadam tashlaydinm ("D" deb ataladigan va agregatning gidratatsiya holatiga qarab o'zgaradigan birlik). Mikrofibrilning har bir D davri takrorlanishida kesmada beshta molekulani o'z ichiga olgan, "qoplash" deb nomlangan qismi va faqat to'rtta molekulani o'z ichiga olgan "bo'shliq" mavjud.[28] Mikrofibrillar fibrillalarga birlashganda va elektron mikroskop yordamida ko'rish mumkin bo'lganligi sababli, bu bir-birining ustiga chiqib ketish va bo'shliq mintaqalari saqlanib qoladi. Mikrofibrillalardagi uch karra spiral troproplaglagenlar kvazigeksagonal qadoqlash tartibida joylashgan.

Kollagen fibrillalarining D davri elektron mikroskopi bilan kuzatilganda 67nm ko'rinadigan bo'laklarga olib keladi

Ba'zi birlari bor kovalent uchta spiral ichidagi o'zaro bog'liqlik va yaxshi tashkil etilgan agregatlarni (masalan, fibrillalar) tashkil etuvchi tropoklaglagen spirallari orasidagi o'zaro bog'liq miqdordagi kovalent o'zaro bog'liqlik. Kattaroq fibrillyar to'plamlar bir xil turli xil oqsillar (shu jumladan, turli xil kollagen turlari), glikoproteinlar va proteoglikanlar yordamida hosil bo'lib, bir xil asosiy o'yinchilarning o'zgaruvchan birikmalaridan har xil turdagi etuk to'qimalarni hosil qiladi. Kollagen erimaslik monomerik kollagenni o'rganish uchun to'siq bo'lib, u yosh hayvonlardan tropokollagen olinishi mumkinligi aniqlandi, chunki u hali to'liq emas o'zaro bog'langan. Shu bilan birga, mikroskopiya texnikasidagi yutuqlar (ya'ni elektron mikroskopiya (EM) va atom kuchlari mikroskopiyasi (AFM)) va rentgen difraksiyasi tadqiqotchilarga kollagen tuzilishining tobora batafsil tasvirlarini olishga imkon berdi. joyida. Ushbu keyingi yutuqlar kollagen tuzilishining hujayra va hujayra-matritsa aloqalariga qanday ta'sir qilishini va to'qimalarning o'sishda va tiklanishda qanday tuzilishini, rivojlanish va kasalliklarda qanday o'zgarishini yaxshiroq tushunish uchun juda muhimdir. Masalan, AFM asosidagi nanoindentatsiyadan foydalanib, bitta kollagen fibril o'z eksenel yo'nalishi bo'yicha heterojen material ekanligi, bu bo'shliq va ustma-ust joylashgan hududlarda sezilarli darajada farq qiluvchi mexanik xususiyatlarga ega ekanligi va bu ikki mintaqadagi turli xil molekulyar tashkilotlar bilan o'zaro bog'liqligi ko'rsatilgan.

Kollagen fibrillalari / agregatlari turli xil to'qimalar xususiyatlarini ta'minlash uchun har xil to'qimalarda turli kombinatsiyalar va kontsentratsiyalarda joylashgan. Suyakda butun kollagen uchli spirallari parallel, pog'onali qatorda yotadi. Tropokollagen subbirliklarining uchlari orasidagi 40 nm bo'shliqlar (taxminan, bo'shliq mintaqasiga teng), ehtimol gidroksilapatit (taxminan) Ca bo'lgan mineral komponentning uzun, qattiq, mayda kristallarini yotqizish uchun nukleatsiya joylari bo'lib xizmat qiladi.10(OH)2(PO4)6. I turdagi kollagen suyakka xosdir mustahkamlik chegarasi.