Проколлаген -внутриклеточный предшественник коллагена, синтезируемый на полирибосомах, связанных с мембранами эндоплазматической сети.
Синтез и созревание коллагена – многоэтапный процесс, начинающийся в клетке и завершающийся в межклеточном матриксе. Включает в себя целый ряд посттрансляционных изменений: гидроксилирование пролина и лизина с образованием гидроксипролина и гидроксилизина; гликозилирование гидроксилизина; частичный протеолиз – отщепление «сигнального» пептида, а также N- и С – концевых пропептидов; образование тройной спирали.
Синтез полипептидный цепей коллагена.
Синтезируются на полирибосомах, связанных с мембранами ЭР, в виде более длинных, чем зрелые цепи, предшественников – препро – α – цепей.
Эти предшественники имеют гидрофобный «сигнальный» пептид на N – конце, содержащий около 100 аминокислот.
Функция сигнального пептида – ориентация синтеза пептидных цепей в полости ЭР. После выполнения функции – отщепляется.
Синтезированная молекула проколлагена содержит дополнительные участки – N- и С - концевые пропептиды, в составе которых остатки цистеина, образующие внутри- и межцепочечные S-S связи.
Посттрансляционные модификации коллагена.
· Гидроксилирование пролина и лизина
Начинается в период трансляции коллагеновой мРНК на рибосомах
Продолжается на растущей полипептидной цепи вплоть до отделения от рибосом.
После образования тройной спирали дальнейшее гидроксилирование пролиновых и лизиловых остатков прекращается.
Реакции гидроксилирования катализируют оксигеназы, связанные с мембранами микросом.
Пролиловые и лизиловые остатки в Y – положении пептида подвергаются действию пролил-4-гидроксилазы и лизил-5-гидроксилазы.
Необходимые компоненты – α – кетоглутарат, кислород и витамин С.
Донор атома кислорода, присоединяющегося к С – 4 пролина, - молекула кислорода.
Гидроксилазы пролина и лизина содержат в активном центре атом железа II. Для сохранения атома железа в ферроформе необходим восстанавливающий агент, роль которого выполняет аскорбиновая кислота, легко окисляющаяся в дегидроаскорбиновую кислоту.
· Гликозилирование гидроксилизина
После завершения гидроксилирования при участии гидроксилтрансфераз в состав молекулы проколлагена вводятся углеводные группы – галактоза, дисахарид галактозилглюкоза.
Образуют ковалентную О – гликозидную связь с 5-ОН-группой гидроксилизина.
Гликозилирование происходит в коллагене, езё не претерпевшем спирализации
Завершается после образования тройной спирали
· Образование проколлагена и его секрецию в межклеточное пространство.
Каждая про – α – цепь соединяется водородными связями с двумя другими про – α – цепями, образуя тройную спираль проколлагена.
Происходит ещё в просвете ЭР и начинаются после образования межцепочечных дисульфидных мостиков в области С – концевых пропептидов.
Из ЭР молекулы проколлагена перемещаются в аппарат Гольджи, включаются в секреторные пузырьки и секретируются в межклеточное пространство.
· Образование тропоколлагена. Болезни, связанные с нарушениями этого процесса.
В межклеточной матриксе концевые пропептиды коллагенов I, II, III типов отщепляются специфическими проколлагенпептидазами
Образуются молекулы тропоколлагена – структурные единицы коллагеновых фибрилл.
Снижение активности ферментов (синдром Элерса – Данло – Русакова, тип VII) концевые пропептиды проколлагена не отщепляются и нарушается образование тропоколлагена и образование нормальный коллагеновых фибрилл.
Клинически – малый рост, искривление позвоночника, привычные вывихи суставов, высокая растяжимость кожи.
