Коллаг; ne і l; ластін 3

Колаген і еластин

Колаген

Близько чверті білкової маси людського організму припадає на колаген. Колаген є основним структурним білком, який утворює каркаси, зміцнюючи такі структури, як сухожилля, шкіра та внутрішні органи. У кістках і зубах колаген утворює композиційний матеріал з мінеральними солями (кальцій і фосфат).

Коллагени - це сімейство волокнистих білків, які утворюють головний компонент шкіри та кісток. Вони бувають у формі волокон (діаметром від 0,5 до 3 \ (\ mu m \) і довжиною 30 \ (\ mu m \)), самі складаються з більш-менш численних волокон. Кожна фібрила - це сукупність спіральних структур (молекули колагену, діаметром приблизно 50 нм і довжиною 300 нм). Кожна спіральна структура складається з трьох поліпептидних ланцюгів - \ (\ альфа \) (молекулярна маса 100 кДа кожен), обмотаних навколо один одного (як нитки мотузки).

коллаг

На сьогоднішній день виявлено 25 генів, що кодують ізотипи колагену, але в тканинах виявлено лише 15 ізотипів: I, II, III типів. до XV. Кожен - це унікальна комбінація з трьох рядків \ (\ alpha \). Наприклад, колаген I складається з двох \ (\ alpha1 \) та однієї \ (\ alpha2 \) ланцюгів, тоді як колаген II складається з трьох однакових \ (\ alpha1 \) ланцюгів. Коллагени приймають три конфігурації:

фібрилярні колагени, тип I, II, III, V та XI;

листові колагени (тип IV, VIII та X) (див. малюнок «базальний шар»);

зв'язуючі колагени, тип VI, VII, IX, XII та XIV (взаємодія з іншими компонентами позаклітинного матриксу).

Клітини можуть зв’язуватися з колагеном через молекулу адгезії інтегрину (\ alpha2 \ beta1 \), яка розпізнає певну послідовність - гліцин-фенілаланін-пролін-гліцин-глутамінова кислота-аргінін, що знаходиться в домені \ (\ alpha2-1 \) колагену.

Приклад:

Колагенові волокна роблять базальну пластинку невід'ємною частиною сполучної тканини, що лежить в основі. Колаген також присутній у матриксі хряща (разом з гіалуроновою кислотою та хондроїтином сульфатом), щоб протистояти силам розтягу, що діють на суглоби.

Примітка: Позаклітинна матриця та стійкість матеріалів

На відміну від ГАГ, які протистоять стискаючим силам, колагенові волокна утворюють структури, які протистоять силам розтягування. Сили "натягу та стиснення" - два найважливіші фізичні параметри, які слід враховувати при побудові організмів. Ті самі параметри відіграють роль у консистенції будівельних матеріалів. Наприклад, залізобетон широко застосовується, оскільки він поєднує в собі якість стійкості бетону до стиску і якість стійкості сталевих стрижнів до натягу.

Еластин

Хороша робота шкіри, судин, легенів та сухожиль тісно пов’язана з їх еластичністю, крім стійкості до напруги. Це мережа еластичних волокон, присутніх у позаклітинному матриксі, що надає їм цю еластичність. Основними компонентами еластичних волокон є еластин і фібрилін. Еластин - дуже гідрофобний білок з вагою 68 кДа. Волокна по суті складаються з коротких сегментів, які з’єднуються між собою лізиновими зв’язками в багатому лізином гвинтовому домені білка. Причина, по якій ці волокна еластичні, ще не до кінця пояснена. Ймовірна гіпотеза полягає в тому, що білок міг би прийняти кілька станів, обмінюючись енергією шляхом ентропії: розтягнуті волокна при високій енергії та низькій ентропії, розслаблені волокна при низькій енергії та високій ентропії.

Виробництво еластину припиняється навколо статевого дозрівання (це початок старіння), але завдяки своїй стабільності еластин залишається присутнім протягом усього життя. Він може розщеплюватися еластазою, ферментом, що виділяється нейтрофільними гранулоцитами під час запальної реакції. Через відсутність синтезу еластину у дорослих його втрата в таких патологічних станах, як артеріальний стеноз або емфізема легенів (наприклад, індукована курінням), є незворотною.