Б. Биосинтез коллагена

Предшественник коллагена (препропептид) синтезируется на рибосомах на поверхности гранул ШЭР. Прежде чем превратиться в зрелую форму белок-предшественник подвергается значительной посттрансляционной модификации в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи (см. Устройство и функционирование эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи). Отщепление сигнального пептида (1) приводит к образованию проколлагена. Молекула проколлагена всё ещё несёт на одном конце длинный пропептид. Далее следует гидроксилирование многих остатков пролина и ряда остатков лизина (2).

Некоторые остатки гидроксилизина дополнительно гликозилируются (3). Окисление остатков цистеина приводит к образованию внутри- и межмолекулярных дисульфидных связей (4), которые обеспечивают правильное скручивание полипептидных цепей в тройную спираль (5). Прежде чем секретироваться в межклеточное пространство, молекула проколлагена должна пройти стадии модификации и правильной сборки. В процессе транспорта через плазматическую мембрану отщепляются N- и C-концевые пропептиды (6). Коллаген выходит из клетки и в результате ступенчатой сборки образует микрофибриллы (7). Наконец, ε-аминогруппы некоторых остатков лизина подвергаются ферментативному окислению с образованием альдегидных групп (8). Последний этап — конденсация (9) с образованием внутри- и межмолекулярных поперечных связей, в результате чего фибриллы коллагена приобретают окончательную структуру, характеризующуюся прочностью на разрыв и высокой устойчивостью к действию протеиназ.

В организме коллагены выполняют разнообразные биологические функции (см. Состав межклеточного матрикса). О важной роли коллагенов убедительно свидетельствует множество наследственных генетических дефектов, связанных с мутациями в молекулах коллагенов или ферментов, принимающих участие в их биосинтезе. Такие дефекты могут оказывать влияние на структуру и функцию цитоскелета, связок, сухожилий, кожи, глаз, кровеносных сосудов, волос и даже размеров тела (примером служит синдром Элера-Данлоса).

Гидроксилирование остатков пролина и лизина в молекуле проколлагена катализируется проколлаген-гидроксилазами, имеющими в активном центре атомы железа. В качестве кофермента используется аскорбат (витамин C, см. Водорастворимые витамины. II). Симптомы дефицита витамина C, такие, как выпадение зубов, кровоточивость дёсен или повреждения кожи (цинга), объясняются нарушением биосинтеза коллагенов.


Ткани и органы. Соединительные ткани / Коллагены

Статьи раздела «Коллагены»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Молекула, жизнь, организм / Учащиеся, прочитав эту книгу, смогут составить представление о том, что же такое жизнь с точки зрения химии, как она могла возникнуть, какие вещества составляют основу жизни, как организована «химическая лаборатория» клетки, что такое обмен веществ. Эта книга поможет учащимся увязать между собой знаМолекула, жизнь, организм
Учащиеся, прочитав эту книгу, смогут составить представление о том, что же такое ...
Нанотехнология белков. Протоколы, оборудование, области применения / В этой книге, написанной ведущими экспертами, собраны последние достижения в разработке методов и приборов для нанобиотехнологии и их применения в геномике и протеомике. Описано множество приёмов и методов для исследования структуры и функции белков в наноразмерном масштабе, включая наноустройства, Нанотехнология белков. Протоколы, оборудование, области применения
В этой книге, написанной ведущими экспертами, собраны последние достижения в ...
Внутриклеточная Са<sup>2+</sup>-зависимая протеолитическая система животных / Монография представляет собой обобщающее издание, основанное на анализе современной зарубежной, отечественной научной литературы и собственных данных авторов по вопросам структурно-функциональной организации и биологической роли белков Са<sup>2+</sup>-зависимой протеолитической системы (кальпаинов иВнутриклеточная Са2+-зависимая протеолитическая система животных
Монография представляет собой обобщающее издание, основанное на анализе ...
Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие / Монография посвящена одной из актуальнейших проблем современной биофизики — биофизике и биофизической химии ультразвуковых волн. В ней обобщён большой экспериментальный материал, накопленный за последние годы в этой новой области знания. В книге рассматриваются преимущественно наиболее важные процесУльтразвук. Физико-химическое и биологическое действие
Монография посвящена одной из актуальнейших проблем современной биофизики — ...