1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Биология
  3. Биосинтез коллагена

Биосинтез коллагена

Полипептидные цепи молекул коллагена синтезируются на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, в клетках фибробластического ряда соединительной ткани. Сначала синтезируются высокомолекулярные предшественники (проколлагена), которые имеют дополнительные пептидные последовательности с обоих концов цепи. Аминокислотный состав этих участков (пропептида) отличается от состава основной цепи. В частности, они содержат остатки цистеина. Одновременно с ростом полипептидной цепи происходит реакция гидроксилирования некоторых остатков пролина и лизина, которую катализируют соответственно пролин- и лизингидроксилаза. Для действия ферментов необходимы как субстраты молекулярный кислород и альфа-кетоглутаровая кислота, а как кофакторы – ион Fe2 + и аскорбиновая кислота. При недостаточности в организме витамина С тормозятся гидроксилирования и образования поперечных связей, а в результате ухудшаются механические свойства коллагеновых волокон. Аналогичные изменения наблюдаются при наследственном дефиците лизингидроксилазы (синдром Элерса-Данлоса, тип VI).

После гидроксилирования части остатков оксилизина и оксипролина присоединяются галактоза и глюкоза. Реакцию гликозилирования катализируют соответствующие гликозилтрансферазы в канальцах гранулярной эндоплазматической сети, куда попадают полипептидные цепи проколлагена. После гидроксилирования и гликозилирования полипептидные цепи формируют триланцюгову спираль, чему способствует образованию дисульфидных связей между цепями на С-концах. Проколлаген секретируется в составе пузырьков из клетки в межклеточное пространство, где под действием протеолитических ферментов (проколагенпептидаз) отщепляются конечные пропептида. Образующиеся молекулы тропоколлаген формируют фибриллы, которые прошиваются поперечными ковалентными связями. В структурную организацию коллагеновых волокон вносят вклад связанные с коллагеном протеогликаны. С каждым коллагеновым мономера связывается за счет электростатического взаимодействия от 2 до 5 полисахаридных цепей. Протеогликаны, вероятно, защищают коллаген от действия коллагеназы и протеаз.

Интенсивный синтез коллагена имеет место при заживление ран. Скорость заживления тормозится при недостаточности в организме аскорбиновой кислоты, железа, низком парциальном давлении кислорода в ране. Все перечисленные факторы необходимы для активности пролин- и лизингидроксилаз. Избыточное образование коллагеновых фибрилл наблюдается при ряде заболеваний соединительной ткани (прогрессирующем системном склерозе, склеродермии, полимиозите), фиброз легких, циррозе печени. С возрастом изменяется соотношение типов коллагенов в тканях, увеличивается число поперечных сшивок, лабильные сшивки заменяются стабильными, что делает коллагеновые фибриллы жестче и хрупкими. Причиной возрастных структурных изменений коллагена, вероятно, являются изменения содержания ферментов, необходимых для синтеза полипептидных цепей, их модификации, образование поперечных связей. Структурные изменения коллагена приводят к уменьшению эластичности кожи, кровеносных сосудов, увеличение ломкости костей, ухудшение механических свойств сухожилий и хрящей.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Бегемот