Kollagen-Synthese

Von Dr Ananya Mandal, MD

Aminosäuren in der Bildung des Kollagens

Kollagen enthält bestimmte Aminosäuren: Arginin, Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Diese Aminosäuren haben eine regelmäßige Anordnung in jeder der drei Ketten diese Kollagen-Untereinheiten.

Die Sequenz folgt häufig dem Muster Gly-Pro-X oder Gly-X-Hyp, wo X eine der verschiedenen anderen Aminosäurereste um sein kann.

Prolin bzw. Hydroxyprolin dar etwa 1/6 der gesamten Sequenz. Glycin (Gly) findet man bei fast jedem dritten Rückstand. Glycin entfallen 1/3 der Sequenz, was bedeutet, dass etwa die Hälfte der Kollagen-Sequenz nicht Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Prolin (Pro) macht etwa 17 % des Kollagens.

Kollagen hat auch zwei ungewöhnlich Derivative Aminosäuren, die nicht direkt während der Übersetzung eingefügt werden. Diese Aminosäuren an bestimmten Stellen im Vergleich zu Glycin gefunden werden und werden durch verschiedene Enzyme, die Vitamin C als Kofaktor erfordern post-translationally geändert.

Hydroxyprolin ist abgeleitet von Prolin und Hydroxylysin aus Lysin abgeleitet. Je nach Art des Kollagens sind unterschiedliche Nummern der Hydroxylysines HbA1c (meist mit einem Disaccharide angebracht).

Darüber hinaus ist die regelmäßige Wiederholung und Inhalte hoch Glycin in nur ein paar andere fibröse Proteine wie Seide Fibroin findet. In Seide 75-80 % ist - Gly-Ala-Gly-Ala-mit 10 % Serin und Elastin ist reich an Glycin, Prolin und Alanin (Ala), deren Seite eine kleine, inert Methylgruppe ist.

Hohe Glycin Inhalt sind in kugelförmige Proteine außer in sehr kurzen Abschnitten ihrer Sequenz nicht gefunden. Da Glycin die kleinste Aminosäure mit keine Seitenkette ist, spielt eine einzigartige Rolle in faserigen Strukturproteine. Cortisol fördert Abbau von Kollagen (Haut) in Aminosäuren.

Bildung von Typ I Kollagen

Typ I Kollagen ist die am häufigsten vorkommenden Kollagen im Körper.

Innerhalb der Zelle

  1. Während der Übersetzung sind zwei Arten von Peptidketten Ribosomen entlang der rauhen endoplasmatisches Retikulum (RER) gebildet. Dies nennt man die Alpha-1- und Alpha-2-Ketten. Registrierung Peptide an jedem Ende und ein Signal-Peptid haben diese Peptidketten (bekannt als Preprocollagen).
  2. Die Preprocollagen wird dann in das Lumen des RER entlassen. Danach sind die SIGNALPEPTIDE innerhalb der RER zerspaltet und die Peptidketten heißen nun pro-alpha Ketten.
  3. Hydroxylierung von Lysin und Prolin Aminosäuren tritt in das Lumen. Dieser Prozess ist abhängig von Ascorbinsäure (Vitamin C) als Kofaktor. Weitere Glycosylation spezifische Hydroxylysin Rückstände auftritt.
  4. Dreibettzimmer spiralförmige Struktur entsteht im Inneren des endoplasmatischen aus jeweils zwei Alpha-1-Ketten und eine Alpha-2-Kette. Dies nennt man procollagen.
  5. Prokollagen wird in den Golgi-Apparat transportiert, wo es verpackt und abgesondert von Exozytose.

Außerhalb der Zelle

  1. Einmal außerhalb der Zelle, die Registrierung-Peptide werden zerspaltet und Tropokollagen entsteht durch procollagen Peptidase.
  2. Diese Moleküle Tropokollagen versammeln, um Form-Kollagen-Fibrillen über kovalente Vernetzung von Lysyl-Oxidase, Hydroxylysin und Lysin Rückstände verbindet. Mehrere Kollagen-Fibrillen bilden in Kollagenfasern.
  3. Kollagen kann Zellmembranen über verschiedene Arten von Protein, einschließlich Fibronektin und Integrin verbunden werden.

Erkrankungen der Kollagensynthese

Wie aus den Schritten der Kollagensynthese hervorgeht, bildet Vitamin C einen wichtigen Bestandteil des Prozesses. Vitamin C-Mangel verursacht Skorbut, eine schwere und schmerzhafte Krankheit, in der das Kollagen, das synthetisiert wird defekt ist und es entsteht keine starke Bindegewebe. Dies führt zu Blutungen und peeling Zahnfleisch, Verlust von Zähnen, Haut, Verfärbung und nicht heilenden Wunden.

Vor dem achtzehnten Jahrhundert war diese Bedingung berüchtigt unter langer Dauer Marine- und militärische Expeditionen, bei denen Teilnehmer Lebensmittel, die Vitamin C. beraubt wurden

Darüber hinaus können bestimmten Autoimmunerkrankungen wie Lupus erythematodes oder rheumatoide Arthritis auftreten, wo das körpereigene Immunsystem wahrnimmt, die Kollagen als fremd und Angriffe und beeinträchtigt die Collgen im Körper. Einige Bakterien und Viren auch Kollagenfasern im Körper zu zerstören oder seine Produktion stören.

Von April Cashin-Garbutt, BA Hons (Cantab) überprüft

Quellen

  1. http://www.Biochem.wisc.edu/faculty/Raines/Lab/PDFs/Shoulders2009a.PDF
  2. http://www.biochemj.org/Bj/260/0463/2600463.PDF
  3. http://www.springerlink.com/Content/jpwre2yqeywjla28/
  4. http://www.cliniccare.com.au/Documents/Stimulation-of-Collagen-Synthesis.PDF
  5. http://JCB.rupress.org/Content/25/1/69.Full.PDF

Weiterführende Literatur

Last Updated: Oct 4, 2012

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