Kolagen - Biosynteza Vyskyt, Funkce

Kolagen (biosyntéza, výskyt, funkce)

Kolagen  30% všech bílkovin těla  složený z fibril → příčně pruhované  základ fibrily = tropokolagen (280 nm)

Tropokolagen  Trojšroubovice – řetězce α1, α1, α2  Každý řetězec obsahuje přes 1000 AK  Glycin 30%, prolin a hydroxyprolin 25%, hydroxylysin, tyrosin, žádný tryptofan  V tkáni je vždy agregován s dalšími molekulami tropokolagenu

Typy kolagenů a jejich výskyt Typ

Hlavní výskyt

I a III

Kůže, cévy, šlachy, vazy,kost, dentin, fascie

I trimer II IV

Fetální pojivo Chrupavka Bazální membrány, oční čočka

V

Různé tkáně

Typy kolagenů a jejich výskyt Typ

Hlavní výskyt

VI VII VIII

Intima cév Kůže Různá místa

 dnes je známo asi 15 typů (I až XV) a nové jsou neustále objevovány

Biosyntéza kolagenu (fibroblasty) 1. Syntéza řetězců pre-prokolagenu. Signální protein je navádí do RER. mRNA

Signální protein

2. Odštěpením signálního proteinu vzniká prokolagenní peptid.

3. Hydroxylace zbytků prolinu a lysinu:  v endoplazmatickém retikulu  enzymy: prolyl- a lysylhydroxylasa  kofaktory: Fe2+, 2 – oxoglutarát, askorbát, O2 – jeden atom na 2 – oxoglutarát a druhý slouží k vytvoření OH skupiny  význam: maturace řetězce pro únik z buňky

4. Glykosylace – vazba glukózy a galaktózy β – glykosidově na OH skupinu hydroxylysinu  vznik disacharidových jednotek  enzymy: glykosyltransferasa a galaktosyltransferasa  probíhá v Golgiho aparátu

5. Vznik prokolagenu  Probíha v ER  Vznik trojité šroubovice z tří α řetězců  Vodíkové můstky

6. Další maturace prokolagenu v extracelulární matrix  zbavení většiny nehelikálních segmentů → tropokolagen  polymerace tropokolagenu → kolagenní mikrofibrila → fibrila → kolagenní vlákno

7. Zpevnění kolagenní fibrily  Oxidace lysylových a hydroxylysylových zbytků na příslušné aldehydy lysyloxidasou a hydroxylysyloxidasou (oxidativní deaminace)

- odstranění NH2 skupiny umožňuje vznik kovalentních vazeb – Schiffových bází.  vycházejí z ε – aminoskupin zbytků lysinu a hydroxylysinu  výsledkem je pevnost a malá roztažnost

Funkce kolagenu  mechanická pevnost ale poddajnost • • • • •

kůže šlach a vazů chrupavky bazální membrány kosti

 difůze a výměna metabolitů, iontů a vody  tvorba vazivové jizvy  stárnutí organismu

Kolagen a choroby pojiva  Nadbytek kolagenu – fibróza - plicní fibróza - jaterní cirhóza - ateroskleróza

 Nedostatek kolagenu - Osteogenesis imperfecta (křehké kosti) mutace kolagenu typu I porucha tvorby trojité šroubovice molekuly kolagenu snadné odbourávání kolagenu lámavost kostí - Ehlers-Danlosův syndrom porucha syntézy kolagenu šlachy a kůže snadno natažitelné hypermobilita v kloubech roztržení velkých cév

Děkujeme za pozornost

Použitá literatura  M. Ledvina a kol., Biochemie pro studující

medicíny  J. Duchoň, Lékařská chemie a biochemie  http://www.hypro.cz/hyRubrIn.aspx?intRubrKis  http://www.zdravcentra.cz/cps/rde/xchg/zc/xsl/  materiály z histologie