Коллаген I типа
| коллаген, тип I, альфа 1 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | COL1A1 | ||
| ген NCBI | 1277 | ||
| HGNC | 2197 | ||
| МОЙ БОГ | 120150 | ||
| RefSeq | НМ_000088 | ||
| ЮниПрот | P02452 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. 17 q21.3-q22 | ||
| |||
| коллаген, тип I, альфа 2 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | COL1A2 | ||
| Альт. символы | ОИ4 | ||
| ген NCBI | 1278 | ||
| HGNC | 2198 | ||
| МОЙ БОГ | 120160 | ||
| RefSeq | НМ_000089 | ||
| ЮниПрот | P08123 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. 7 q21.3-22.1 | ||
| |||
Коллаген типа I является наиболее распространенным коллагеном в организме человека, составляя около 90% от общего количества коллагена в организме позвоночных. В связи с этим это также наиболее распространенный тип белка, обнаруженный у всех позвоночных. Тип I образует крупные эозинофильные волокна, известные как коллагеновые волокна , которые составляют большую часть плотной соединительной ткани в организме. [1]
Сам коллаген I создается комбинацией цепей проальфа1 и проальфа2, созданных генами COL1alpha1 и COL1alpha2 соответственно. Сам ген Col I принимает тройную спиральную конформацию из-за своей структуры Glycine -XY, где x и y представляют собой аминокислоты любого типа. Коллаген также можно найти в двух разных изоформах: в виде гомотримера или гетеротримера, оба из которых могут быть обнаружены в разные периоды развития. В частности, гетеротримеры играют важную роль в заживлении ран. [2] и являются доминирующей изоформой, обнаруженной в организме. [2]
Коллаген I типа можно найти во множестве разных мест тела, в основном образуя матрицу соединительных тканей. Он присутствует в рубцовой ткани а также в сухожилиях , связках , эндомизии миофибрилл , , органической части кости , дерме , дентине и капсулах органов.
Формирование
[ редактировать ]Процесс создания коллагена типа I начинается с производства и объединения двух отдельных субъединиц, называемых цепями про-альфа1(I) и про-альфа2(I). Эти про-альфа-цепи кодируются генами COL1A1 и COL1A2 соответственно и при объединении образуют проколлаген I типа. [3] клетки Этот процесс транскрипции происходит внутри эндоплазматического ретикулума и должен претерпеть посттрансляционные модификации, чтобы образовать окончательный продукт коллагена I типа. [4] Затем проколлагеновый комплекс модифицируется различными ферментными протеиназами, которые расщепляют N- и C-концевые пропептиды, присутствующие по обе стороны молекулы. Этот процесс происходит за пределами клеточной мембраны, при котором после обработки молекулы перекрестно связываются и образуют конечный продукт коллагена I типа.
Структура
[ редактировать ]
Коллаген I типа имеет тройную спиральную форму , что обусловлено его аминокислотным составом. Его конкретный домен соответствует порядку GXY, в котором слоты X и Y заняты любой аминокислотой, кроме глицина, однако эти слоты обычно заняты как гидроксипролином , так и пролином , а не в каком-то определенном порядке. [5] Эта специфическая конформация в конечном итоге будет повторяться и упаковываться в гексагональную структуру для формирования коллагеновых фибрилл.
Молекулярная масса коллагена I типа составляет 300 000 г/моль и собирается в одну из двух молекулярных групп более высокого порядка. Он образует большую твердую структуру, образованную строгими и негибкими взаимодействиями белков. [6] Эта большая мультибелковая структура удерживается вместе главным образом за счет водородных связей, и фибриллы имеют типичный диаметр от 25 до 400 нанометров . в этой конформации фибрилл [5]
Последствия для болезней
[ редактировать ]Известно, что мутации в генах, кодирующих коллаген 1 типа, вызывают множество различных состояний, включая:
сердечного клапана Синдром Элерса-Данлоса : этот тип синдрома Элерса-Данлоса вызван мутациями в гене COL1alpha2, который отвечает за кодирование цепи про-альфа2 коллагена. [7]
Синдром Элерса-Данлоса сосудистого типа. Известно, что у некоторых пациентов с синдромом Элерса-Данлоса сосудистого типа, вызванным мутациями в COL3alpha1, также наблюдаются мутации в гене COL1alpha1. Однако точные ассоциации остаются неизвестными. [8]
Тип атрохалазии Синдром Элерса-Данлоса: Этот тип Элерса-Данлоса вызван мутацией генов COL1alpha1 и COL1alpha2, которые отвечают за кодирование цепей проальфа1 и проальфа2 соответственно.
Несовершенный остеогенез (типы 1–4). Известно, что мутации в COL1alpha 1 и/или COL1alpha2 вызывают несколько различных типов несовершенного остеогенеза, причем тяжесть указанных заболеваний зависит от типа и частоты возникающих мутаций. [9] Для получения дополнительной информации о влиянии COL1 при этом заболевании см. Коллаген типа 1, альфа 1 .
Болезнь Каффи . Это состояние вызвано мутацией гена COL1alpha, которая заменяет аргинин цистеином в участке белка 836. Эта конкретная мутация приводит к тому, что фибриллы типа I сильно различаются по размеру и форме. [10]
Клиническое значение
[ редактировать ]См. Коллаген типа I, альфа 1 # Клиническое значение.
Маркеры, используемые для измерения потери костной массы, нелегко проверить. При деградации коллагена I типа высвобождаются метаболиты, которые можно использовать для мониторинга резорбции. [11]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Коллаген: что это такое, типы, функции и преимущества» . Кливлендская клиника . Проверено 25 октября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Елена Макареева (2014). «Структура, свертывание и функция коллагена». Несовершенный остеогенез: трансляционный подход к заболеванию хрупких костей : 71–84. дои : 10.1016/B978-0-12-397165-4.00007-1 . ISBN 9780123971654 .
- ^ «Ген COL1A2» . МедлайнПлюс Генетика . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 25 октября 2023 г.
- ^ Кэнти-Лэрд Э.Г., Лу Й., Кадлер К.Э. (январь 2012 г.). «Пошаговая протеолитическая активация проколлагена I типа в коллаген в секреторном пути фибробластов сухожилий in situ» . Биохимический журнал . 441 (2): 707–717. дои : 10.1042/BJ20111379 . ПМК 3430002 . ПМИД 21967573 .
- ^ Перейти обратно: а б Наоми Р., Премьер-министр Ридзуана, Бахари Х (август 2021 г.). «Современные сведения о коллагене типа I» . Полимеры . 13 (16): 2642. doi : 10.3390/polym13162642 . ПМЦ 8399689 . ПМИД 34451183 .
- ^ Ся С., Чен З., Шэнь С., Фу ТМ (сентябрь 2021 г.). «Сборки высшего порядка в иммунной передаче сигналов: супрамолекулярные комплексы и разделение фаз» . Белок и клетка . 12 (9): 680–694. дои : 10.1007/s13238-021-00839-6 . ПМК 8403095 . ПМИД 33835418 .
- ^ «Сердечно-клапанный синдром Элерса-Данлоса (cvEDS)» . Общество Элерса Данлоса . Проверено 27 сентября 2023 г.
- ^ «Синдромы Элерса-Данлоса - симптомы, причины, лечение | NORD» . Rarediseases.org . Проверено 27 сентября 2023 г.
- ^ Гайко-Галичка А (2002). «Мутации в генах коллагена I типа, приводящие к несовершенному остеогенезу у человека» . Акта Биохимика Полоника . 49 (2): 433–441. дои : 10.18388/abp.2002_3802 . ПМИД 12362985 .
- ^ «Болезнь Кэффи» . МедлайнПлюс Генетика . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 27 сентября 2023 г.
- ^ Тинг К.Р., Брейди Дж.Дж., Хамид А., Ле Г., Мейллер Дж., Вербург Э. и др. (апрель 2016 г.). «Клиническая полезность С-концевого телопептида коллагена 1 типа при множественной миеломе» . Британский журнал гематологии . 173 (1): 82–88. дои : 10.1111/bjh.13928 . ПМИД 26787413 .