胶原纤维结构
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发布时间:2024-10-22 18:34
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时间:2024-10-23 15:08
胶原纤维结构主要分为四个层次:Ⅰ型胶原纤维、原纤维、原胶原分子以及具有抗张强度的不溶性胶原。其中,Ⅰ型胶原纤维在光镜下可见,具有超过钢筋的抗张强度。
原纤维由三股螺旋构成,包括两条α1(Ⅰ)链和一条α2(Ⅰ)链。每条α链包含约1050个氨基酸残基,其序列常为Gly-X-Y,其中X通常为Pro(脯氨酸),Y为羟脯氨酸或羟赖氨酸残基。Gly-X-Y序列使得α链卷曲为左手螺旋,每圈含3个氨基酸残基。三股螺旋再相互盘绕成右手超螺旋,即原胶原。
原胶原分子之间通过侧向共价交联,呈阶梯式有序排列,形成直径50~200nm、长150nm至数微米的原纤维。在电镜下可见间隔67nm的横纹。胶原原纤维中的交联键由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后形成的两个醛基间缩合而成。
原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。胚胎及新生儿的胶原因缺乏分子间的交联而易于抽提。随年龄增长,交联增多,皮肤、血管及各种组织变得僵硬,成为老化的一个重要特征。
人α1(Ⅰ)链的基因包含51个外显子,导致基因转录后的拼接十分复杂。翻译出的肽链称为前α链,其两端各具有一段不含Gly-X-Y序列的前肽。三条前α链的C端前肽通过二硫键形成链间交联,使三条前α链“对齐”排列。然后从C端向N端形成三股螺旋结构。前肽部分则呈非螺旋卷曲。带有前肽的三股螺旋胶原分子称为前胶原。胶原变性后不能自然复性重新形成三股螺旋结构,原因是成熟胶原分子的肽链不含前肽,故而不能再进行“对齐”排列。