Коллагендердің синтезі және жетілуі (Сур. 2)
Коллагеннің синтезі және жетілуі көпэтапты күрделі үдеріс болып табылады. Ол жасушада басталады да жасушаралық кеңістікте аяқталады. Оның құрамына кейбір посттрансляциялық өзгерістер кіреді: пролин мен лизиннің гидроксилденуі, гидроксилизиннің гликозилденуі, пептидтердің N- және С-соңдарындағы бөлінуі. Бұл өзгерістердің нәтижесінде тропоколлаген молекуласында тізбектерді тұрақтандыру үшін қосымша мүмкіншілік пайда болады. Сутектік байланыстың түзілуіне пептидтік тұлғадағы
Сурет 2. Коллагеннің синтезі және жетілуі.
NH- және СО- топтары ғана емес, сонымен бірге гидроксипролиннің ОН-тобы да қатысады. Гидроксипролин және пролин «қатаң» молекула болғандықтан полипептидтік біліктің айналысын шектейді.
Коллагеннің синтезінде белгілі бір рольді – шаперондар атқарады, олар коллагеннің «сапалық бақылауын» қамтамассыз етеді, коллаген молекуласының дұрыс синтезделуі мен секреторлық жолдармен тасымалдануын жүргізеді, сонымен бірге дұрыс синтезделмеген коллагендерді бақылап олардың ыдырауын жүргізеді.
КОЛЛАГЕННІҢ СИНТЕЗІ
Коллагеннің биосинтезі 8 этапқа бөлінеді: 5 жасушаішілік және 3 жасушасыртылық.
1-ші этап
Рибосомада алғызат препроколлаген молекуласы синтезделеді.
2-ші этап
Сигналдық пептид “пре”көмегімен молекулалар эндоплазмалық торлардың каналшаларына тасымалданады. Бұл орында “пре” фрагменті бөлініп “проколлаген” түзіледі.
3- ші этап
Коллаген молекуласының құрамындағы лизин мен пролин аминоқышқылдары қалдықтары фермент пролилгидроксилазалар және лизилгидроксилазалар әсерінен тотығуға түседі.
“С” витамині – аскорбин қышқылы жетіспеушілігінде цинга ауруы байқалады. Бұл механикалық мықтылығы төмен ақаулы коллагеннің синтезделуі болып табылады. Соның нәтижесінде тамыр қабырғаларының борпылдақ болуы және басқа да құбылыстар дамиды.
4-ші этап
Посттрасляциялық түрлену - проколлагенді гликозилтрансфераза ферменті әсерімен гликозилдендіру. Бұл фермент глюкозаны немесе галактозаны оксилизиннің гидроксилдік тобына байланыстырады.
5-ші этап
Бұл этапта тропоколлагеннің (ерігіш коллаген) үштік спиралі қалыптасады. Оның про– кезектесу ретінде аминоқышқыл цистеин болады, ол тізбектер арасындағы дисульфидтік байланыстарды түзуге қатысады. Нәтижесінде спиральдену үдерісі өтеді.
6-шы этап
Тропоколлаген жасуша сыртына секреттеледі, онда амино- және карбоксипротеиназалар про- кезектесулерді бөледі.
7-ші этап
Тропоколлаген молекуласын “соңы соңына” принципі бойынша ковалентті байланыстырып ерімейтін коллаген түзіледі. Бұл үдеріске лизилоксидаза (флавометаллопротеин, құрамында ФАД және Cu болады) ферменті қатысады. Лизин радикалының тотығуы мен дезаминделуі жүріп альдегидтік топ түзіледі. Сонан кейін екі лизин радикалдарының арасында альдегидтік байланыстар түзіледі.
Лизилоксидаза Cu-тәуелді фермент болып табылады, сондықтан ағзада мыстың жетіспеушілігінде дәнекер ұлпасының мықтылығы төмендейді. Ол ерігіш коллагендердің (тропопколлагендердің) мөлшерінің біршама жоғары болуы есебінен болады.
8-ші этап
Ерімейтін коллаген молекулаларының “бүйірі бүйіріне” принципі бойынша ассоциациясы. Фибриллалардың ассоциациясы әрбір келесі тізбектің өзінің ұзындығы бойымен бір бірінен 1/4 бөліктік аралыққа ығысқан түрде орналасады.
Тек коллаген фибриллаларының көп қайталанып байланысуы нәтижесінде ол өзінің уникальді мықтылығын алады және созылмайтын талшық болады.
Табиғи коллаген кәдімгі пептидгидролазалармен гидролизденбейді. Колагеннің катаболизмінің негізгі ферменті – коллагеназа болып табылады. Коллаген — баяу алмастырылатын протеин, оның алмасу жылдамдығын қандағы және зәрдегі оксипролиннің мөлшері бойынша айқындайды. Коллагеннің катаболизмі жас кезеңде (20 жасқа дейін) жоғары активті болады, сонымен бірге кейбір ауруларда (коллагеноздар, гиперпаратиреоидизм және кейбір жұқпалы ауруларда) біршама активті болады.