Коллаген I типа

Gene superfamily: collagen, type I, alpha; (COL1A1 COL1A2 COL1AR)

Коллаген I типа, альфа I, входит в состав костей, сухожилий, связок, кожи и других соединительных тканей.

Молекула коллагена I типа построена из трех пептидных цепей, двух альфа 1(I) цепей и одной альфа 2(I) цепи. Каждая цепь содержит домен из 338 повторов, образованных из аминокислотных триплетов Gly-X-Y, где Х и Y могут быть любой аминокислотой, но в большинстве случаев X представлен пролином, а Y - гидроксипролином. Конформация каждой из пептидных цепей коллагена - спираль, отличающаяся от альфа-спирали. В молекуле коллагена все три спирали перевиты друг с другом, формируя плотный жгут. Все три цепи ориентированы параллельно; соединяясь "бок о бок", образуют микрофибриллы, которые в свою очередь, формируют более толстые фибриллы, а из них образуются волокна и пучки волокон.

Коллаген синтезируют и секретируют в межклеточную среду многие клетки, но в количественном отношении главными продуцентами коллагена являются клетки фибробластного ряда соединительной ткани. Синтез коллагена включает стадии трансляции, внутриклеточной посттрансляционной модификации пептидных цепей, трансмембранного переноса и внеклеточной модификации, завершающейся образованием коллагеновых  волокон.

Пептидные цепи коллагена образуются на полирибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума. Одномоментно с трансляцией идет процесс гидроксилирования пролиновых и лизиновых остатков в растущих пептидных цепях. Гидроксилирование пролина необходимо для образования на последующих этапах стабильной трехспиральной структуры коллагена. Гидроксилированные остатки лизина участвуют в образовании ковалетных связей между молекулами коллагена при сборке коллагеновых фибрилл. По мере роста пептидных цепей они с помощью гидрофобного сигнального пептида на N-конце проникают через мембрану в полость эндоплазматического ретикулума, где идет отщепление сигнального пептида. В ретикулуме идет гликозилирование пептидных цепей и их объединение в трехспиральные молекулы проколлагена. В правильной ориентации цепей играют роль короткие пропептиды - телопептиды. В ходе этих превращений проколлаген перемещается из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи, где включается в секреторные гранулы и впоследствии секретируется. В межклеточном пространстве от проколлагеновых цепей сайт-специфическими эндопептидазами удаляются амино- и карбокситерминальные пропептиды, вследствие чего образуется коллаген. Образование коллагеновых фибрилл является процессом самосборки, однако, структуры, формирующиеся в процессе самосборки, фиксируются путем образования межмолекулярных ковалентных сшивок за счет взаимодействия остатков лизина или гидроксилизина. Коллагеновые волокна имеют высокую механическую прочность, разветвленные и переплетающиеся волокна образуют трехмерную сетку, заполненную другими веществами межклеточного матрикса, которая и придает прочность тканям.

Тип I - наиболее широко распространенный коллаген - обнаружен  в самых различных тканях. Большинство других образующих фибриллы коллагенов имеют более ограниченное распространение ( Таблица 1 ).

Ссылки:

Все ссылки