Funkcije proteinov, pogojene s strukturo

Σχετικά έγγραφα
Funkcije proteinov (pogojene s strukturo)

Najpomembnejši človeški Hb

Najpogostejše hemoglobinopatije

Družina globinov pri človeku in bolezni.

Funkcije proteinov (pogojene s strukturo)

Funkcije proteinov (pogojene s strukturo)

Funkcije proteinov (pogojene s strukturo)

Biokemija I, 25. predavanje 1. del, , A. Videtič Paska. Proteini - splošno

FUNKCIJA PROTEINOV, PRIMERI FIBRILARNI PROTEINI. α KERATIN

IZBIRNI PREDMET, APRIL/MAJ 2013 STRUKTURA IN FUNKCIJA PROTEINOV. 2. predavanje: Od 1D do 3D strukture proteinov 1. del.

STRUKTURNE LASTNOSTI AMINOKISLIN

Sekundarne struktura proteina Fibrilni proteini

Celični'stiki' Vrsta&povezave:'' celica.celica' celica.matriks'

Encimi. Splošne lastnosti - osnove delovanja, specifičnost, energijski vidik nekatalizirane in encimsko katalizirane reakcije

Pripravili: Ana Bernard in Eva Srečnik Dopolnil: Matic Dolinar

I. OSNOVNI STRUKTURNI PRINCIPI

ZGRADBA PROTEINOV SILE, KI STABILIZIRAJO 3D ZGRADBO PROTEINOV PEPTIDNA VEZ

1 Uvod v biokemijo. Slika. Nekakj spoznanj s področja biokemije.

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

SPLOŠNO O BELJAKOVINAH STRUKTURA BELJAKOVIN

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Zunajcelične komponente vezivnih tkiv. Bakterije in trda zobna tkiva (ponovitev) Biokemija obzobnih tkiv. Bakterije in obzobna tkiva

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

IZPIT IZ BIOKEMIJE ZA BIOLOGE (1. ROK)

Strukturni in funkcijski vidiki bioloških interakcij

6 ogljikovih atomov: HEKSOZE (npr. glukoza, fruktoza, galaktoza) Ločimo dve vrsti glukoze: α glukoza in. β glukoza, ki se

Združevanje celic v tkiva. Lodish 4: 22. poglavje

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

ÂÓÈÎ ÁÈ ÙÔ K ÙÙ ÚÔ 1 Ô KÂÊ Ï ÈÔ 1.1 E Ë Î ÙÙ ÚˆÓ ÚÔÎ Ú ˆÙÈÎ Î ÙÙ Ú

Encimska kinetika govori o hitrosti encimske reakcije

3/25/2016. Hemijske komponente ćelije

Tretja vaja iz matematike 1

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

SIGNALNE POTI, KI REGULIRAJO IZRAŽANJE GENOV

Analiza'3D'struktur'makromolekul'in' modeliranje'

2. Membranski proteini značilnosti zgradbe, vrste in različne naloge proteinov.

Tercijarna struktura globuralnih proteina. Rendgenska strukturna analiza proteina Konformaciona stabilnost proteina Supersekundarne strukture/domeni

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

vaja Izolacija kromosomske DNA iz vranice in hiperkromni efekt. DNA RNA Protein. ime deoksirbonukleinska kislina ribonukleinska kislina

pretvarja v nestrupeno obliko, ki lahko vstopa v biosintezo nukleotidov *i) NH 4

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

Kotne in krožne funkcije

2742/ 207/ / «&»

Biokemija)večceličnih)sistemov)

Neavtorizirani povzetki izbranih predavanj iz biokemije. UN študij Okolje Politehnika Nova Gorica. doc. dr. Marko Dolinar

ENCIMI V ORGANIZIRANIH SISTEMIH

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

Statistična analiza. doc. dr. Mitja Kos, mag. farm. Katedra za socialno farmacijo Univerza v Ljubljani- Fakulteta za farmacijo

Jure Stojan in Marko Goličnik Medicinska fakulteta

Malgorzata Korycka-Machala, Marcin Nowosielski, Aneta Kuron, Sebastian Rykowski, Agnieszka Olejniczak, Marcin Hoffmann and Jaroslaw Dziadek

BIOLOGIJA CELICE. Uredil Primož Pirih Društvo študentov biologije

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

Nukleinske kisline. ribosomska informacijska prenašalna

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

Encimi v zunajceličnem matriksu

Funkcije proteina. Boris Mildner Osnove biokemije. Vlaknati i globularni proteini

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΕΚΦΡΑΣΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ

Gradniki TK sistemov

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

DNA in RNA: zgradba in vloga. Velika predavalnica IJS,

PROTEINI POVEZANI S PRENOSOM SIGNALOV. Funkcije proteinov

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

[ E] [ ] kinetika encimske pretvorbe. razpolovni čas. ln pretvorba encimov sledi kinetiki prvega reda

ARHITEKTURA DETAJL 1, 1:10

evina) - retko se nalaze u slobodnom stanju - međusobno povezane čineći i peptide i proteine

vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov. 6. vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov. 6. vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov

Uravnavanje encimske aktivnosti

Nastanek NADH in NADPH Prenos elektronov in nastanek ATP

Poglavje 7. Poglavje 7. Poglavje 7. Regulacijski sistemi. Regulacijski sistemi. Slika 7. 1: Normirana blokovna shema regulacije EM

Βιοχημεία Ι. Ένζυμα και βιολογικές μεμβράνες Διδάσκοντες: Δ. Γαλάρης, Α. Πολίτου, Ε. Φριλίγγος, Θ. Φώτσης

The effect of curcumin on the stability of Aβ. dimers

Funkcije proteinov (pogojene s strukturo)

Biohemija proteina i nukleinskih kiselina

Ζεύγη βάσεων ΓΕΝΕΤΙΚΗ. Γουανίνη Κυτοσίνη. 4α. Λειτουργία γενετικού υλικού. Φωσφοδιεστερικός δεσμός

ZGRADBA NUKLEOTIDOV NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE REPLIKACIJA, TRANKRIPCIJA, TRANSLACIJA

ZVIJANJE PROTEINOV, RAZGRADNJA IN USMERJANJE

Zgradba in dinamika biološke membrane

4 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Γ ε ν ε τ ι κ ή

CENTRALNI LABORATORIJ

Nukleinske kisline. Nukleotidi. DNA je nosilka dednih genetskih informacij.

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Proteini. Struktura proteinov. Analiza proteinov. Proteini (proizvodnja, analiza, struktura, funkcija)

Katedra za farmacevtsko kemijo. Sinteza mimetika encima SOD 2. stopnja: Mn 3+ ali Cu 2+ salen kompleks. 25/11/2010 Vaje iz Farmacevtske kemije 3 1

*M * Osnovna in višja raven MATEMATIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sobota, 4. junij 2011 SPOMLADANSKI IZPITNI ROK. Državni izpitni center

CILJNA MESTA DEJSTVA LEKOVA

Ποια είναι κατά τη γνώμη σας τα 30 μικρομόρια που συνιστούν τα πρόδρομα μόρια των βιομακρομορίων; Πώς μπορούν να ταξινομηθούν;

Hormoni ščitnice. Anatomija in histologija. Transport jodida (J - ) (1) Nastanek ščitnice

BIONANOTEHNOLOGIJA Navodila za vaje. Vera Župunski in Gregor Gunčar

Αµινοξέα και πεπτίδια Φύλλο εργασίας - αξιολόγησης

a 2,5 b 2,5 upplemental Figure 1 IL4 (4h) in Ja18-/- mice IFN-γ (16h) in Ja18-/- mice 1,5 1,5 ng/ml ng/ml 0,5 0,5 4ClPh PyrC 4ClPh PyrC

Οι πρωτεΐνες δομούνται από ένα σύνολο αμινοξέων. 1/10/2015 Δ.Δ. Λεωνίδας

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 24 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Xημείας Αντωνία Ι. Αντωνίου Χημικός

Biokemija I, 17. predavanje-1. del, , T. Režen

Matematika 1. Gregor Dolinar. 2. januar Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. Gregor Dolinar Matematika 1

Comparison of nutrient components in muscle of wild and farmed groups of Myxocyprinus asiaticus

Sinteza RNA - transkripcija

IONOTROPNI in METABOTROPNI receptorji. Klara Kropivšek

Transcript:

Funkcije proteinov, pogojene s strukturo Transport/skladiščenje določenih molekul (ligandov, npr. Hb, Mb) Uravnavanje procesov (DNA-vezavni proteini) Oporna funkcija (strukturni proteini: keratini, kolagen) Kontraktilni proteini Membranski proteini, vključeni v transport molekul/ionov preko membrane Proteini, vključeni v prenos signala (receptorji, G-proteini, kinaze...) Obramba pred tujki/invazivnimi organizmi (Ig) Kataliza biokemijskih reakcij (encimi)

KRATKA PONOVITEV Transport/skladiščenje določenih molekul - proteini, ki vežejo kisik Mioglobin (Mb) 1 polipeptidna veriga Vsebuje 1 prostetično skupino hem Hem mesto vezave kisika (O 2 ) Funkcija: skladiščenje kisika v mišicah Hemoglobin (Hb) 4 podenote 2 α in 2 β (αβ) 2 Vsebuje 4 prostetične skupine hem Hem mesto vezave kisika (O 2 ) Funkcija: prenos kisika po krvi od pljuč do tkiv Globinsko zvitje Mb β Hb

Hemoglobin je alosterični protein Vezava liganda (modulatorja) na eno vezavno mesto spremeni vezavne lastnosti drugih vezavnih mest Konformacijska sprememba, povzročena z vezavo modulatorja: manj aktiven protein v bolj aktiven protein (ali obratno) Modulatorji: inhibitorji ali aktivatorji Hb: modulator aktivator O 2 - pozitivni homotropični modulator vezave O 2 na Hb (kooperativna vezava, značilna sigmoidna krivulja) Hb: modulatorji inhibitorji: CO 2, H +, BPG negativni heterotropični modulatorji vezave O 2 na Hb vsi se vežejo na Hb z obratno afiniteto kot O 2 Konformacijska sprememba v Hb v bližini hema po vezavi O 2 Konformacija T (neaktivna) Konformacija R (aktivna) Negativna alosterična modulacija s H+

Najpomembnejši človeški Hb Vrsta Struktura podenot Razširjenost HbA (odrasli) α 2 β 2 97% Hb odraslih HbA 2 (odrasli) α 2 δ 2 2-3% Hb odraslih HbF (fetalni) *α 2 γ 2 Najpomembnejši Hb v 3. trimestru nosečnosti *α 2 γ 2 veže z manjšo afiniteto BPG večja afiniteta Hb do O 2

DNA-vezavni proteini omogočijo nastanek kompleksa, ki sproži prepisovanje - transkripcijo DNA-vezavni proteini (transaktivatorji, transkripcijski faktorji) imajo DNA vezavno in transaktivacijsko domeno.

Domena proteina - aminokislinsko zaporedje z neodvisnim vzorcem zvijanja, ki se pojavi v razičnih proteinih Modularna struktura TF. S kombinacijami (npr. homodimeri in heterodimeri) je omogočenih večje število regulatornih vlog. Najpogostejše DNA vezavne domene: -cinkov prst (steroidni jedrni receptorji) -Homeodomena (vijačnica-zavoj-vijačnica (helix-turn-helix) (TF zgodnjega embrionalnega razvoja) Pogoste transaktivacijske domene (za interakcije z drugimi proteini) - levcinska zadrga (od camp odvisni TF, npr. CREB. CREM, ATF-1) -Bazične vijačnica-zanka-vijačnica (helix-loop-helix) (mišični TF Max) http://p53.bii.a-star.edu.sg/images/common/aboutp53/simpleprot.png

Immunoglobulini - Vsebujejo 2 lahki (Mr = 25 kda) in 2 težki (Mr = 55 kda) verigi -Sesalci imamo 5 vrst imunoglobulinov: IgA, IgD, IgE, IgG and IgM. -Imunoglobulini pri sesalcih imajo enake lahke verige (λ, κ), razlikujejo se po tipu težke verige (γ, α, μ, δ, ε) -Imunoglobulinsko domeno sestavljata dva para antiparalelnih beta ploskev, ki so povezane z disulfidnimi mostički in hidrofobnimi interakcijami.

Lipoproteini so nadmolekulski kompleksi lipidov in proteinov Sestava lipoproteinov TAG Fosfolipidi Holesterol Proteini in estri Hilomikroni +++ - - - VLDL ++ + + - LDL - + ++ + HDL - + + ++ - manj kot 10% + 20-40% ++ 40 80% +++ več kot 80% Gostota: proteini > fosfolipidi > holesterol in estri > TAG

Funkcije proteinov, pogojene s strukturo Transport/skladiščenje določenih molekul (ligandov, npr. Hb, Mb) Uravnavanje procesov (DNA-vezavni proteini) Oporna funkcija (strukturni proteini: keratini, kolagen) Kontraktilni proteini Membranski proteini, vključeni v transport molekul/ionov preko membrane Proteini, vključeni v prenos signala (receptorji, G-proteini, kinaze...) Obramba pred tujki/invazivnimi organizmi (Ig) Kataliza biokemijskih reakcij (encimi)

Strukturne značilnosti proteinov Globularni proteini Terciarna struktura - več vrst sekundarne strukture Hidrofobni ak ostanki v notranjosti, hidrofilni na zunanjosti Povezovanje v kvartarno strukturo in supramolekulske komplekse (vodikove vezi, ionske interakcije, -S-S- vezi) Kvartarna strutura je dinamična strukura, topna v vodi Fibrilarni proteini Terciarna struktura iz ene vrste sekundarne strukture Hidrofobni ak ostanki v notranjosti in na zunanjosti Povezovanje v kvartarno strukturo in supramolekulske komplekse (hidrofobne interakcije, vodikove vezi, kovalentne vezi) Kvartarna strutura je trdna strukura, netopna v vodi

Struktura proteinov pogojuje njihovo funkcijo Globularni proteini prenašalna - transportni proteini (Mb, Hb) regulatorna (DNA vezavni proteini) signalna hormoni katalitska encimi obrambna protitelesa skladiščna proteini v mleku (kazein), proteini jajčnega beljaka (ovalbumin) Fibrilarni proteini oporna - strukturni proteini (lasje, koža, vezivno tkivo, znotrajcelični filamenti, zunajcelični matriks)

Vrste sekundarne strukture in lastnosti fibrilarnih proteinov sekundarna struktura značilnosti primer α-vijačnica peptidne verige povezane s hidrofobnimi interakcijami, -S-S- mostički β-konformacija peptidne verige povezane s H-vezmi kolagenska vijačnica peptidne verige povezane s kovalentnnimi vezmi, hidrofobnimi in H- vezmi čvrsta netopna struktura mehka, upogljiva vlakna čvrsta netopna struktura, visoka natezna moč, ni raztegljiv keratini Intermediarni filamenti citoskeleta lasje, nohti, povrhnjica kože spektrin v eritrocitih distrofin v mišicah fibroin svila kolagen kite, hrustanec, organski matriks kosti, koža, roženica

Keratini - družina živalskih proteinov povrhnjica kože lasje dlaka nohti kremplji perje sestavljeni predvsem iz desnosučne α-vijačnice s hidrofobnimi AK α-vijačnice so med seboj povezane s hidrofobnimi interakcijami in disulfidnimi mostički v ovito vijačnico (colied coil) najtrši α-keratin (nosorogov rog) vsebuje 18% cys Podobno strukturo kot keratini imata tudi spektrin in distrofin cistein

Coiled coil (obvita vijačnica) Keratinski dimer (monomerni podenoti sta postavljeni paralelno)

Desnosučna alfa vijačnica v keratinu

Heptadna ponovitev aminokislin v keratinu b e a d g c f f c g d a e b Zaporedje7 kislin, vsakaprva(a) in četrta (d) sta hidrofobni (npr. Ala, Val, Ile, Phe, Trp), medtem ko so na pozicijah (e) in (g) pogosto negativno in pozitivno nabite aminokisline (Lys, Arg, Asp, Glu). To omogoča nastanek desnosučne α vijačnice. S puščicami so označene morebitne ionske interakcije (vezi) znotraj posamezne vijačnice ali pa med dvema vijačnicama v dimeru. S prekinjeno linijo so označene hidrofobne vezi med vijačnicama M. Liović

Keratini v epitelijskih celicah kože Domene α-keratina Paralelni heterodimer iz Tipa I in Tipa II keratinskih polipeptidov Tip I - kisli Tip II - bazični Keratini tvorijo roževinasto plast kožne povrhnjice Znanih vsaj 15 različnih molekul keratina v koži Heterodimeri (Tip I + Tip II) α-keratin v laseh in nohtih privesek/podaljšek keratinov v kožni povrhnjici Meisenberg H, Simmons WH, Principles of Medical Biochemistry,1998

Keratini kožnega epitelija Tip II (bazični) Tip I (kisli) stratified, barrier simple K2p K1 K2e K3 K4 K6a K6b K5 K8 K7 K10 K12 K13 K16 K14 K18 K9 K17 K15 K19 K20 epidermis, višji sloji oko mukoza ust v koži in pri zaraščanju ran bazalne celice epidermisa enostaven epitelij (črevesje, ledvica, jetra, trebušna slinavka) M. Liović

Genske bolezni Plasti človeške kože Epidermolitična hiperkeratoza vzrok: točkovna mutacija v genu za K1 in K10 posledica: mehurjenje kože, razpoke v koži Epidermolysis bulosa vzrok: točkovna mutacija v genu za K5 ali K14 posledica: strižne napetosti ob mehanskem pritisku celice niso čvrste mehurji na koži Celice povrhnjice (epidermisa) povezujejo desmosomi, nanje so pripeti znotrajcelični keratinski filamenti Meisenberg H, Simmons WH, Principles of Medical Biochemistry,1998

Mutacije v teh strukturnih proteinih preprečijo nastajanje funkcionalne mreže intermediarnih filamentov citoskeleta = krhkost/povečana občutljivost celic na fizične in kemijske dejavnike Normalna Mutanta

Keratini v intermediarnih vlaknih daymix.com/keratin/

www.nature.com/.../n2/fig_tab/5600160f1.html Vloga intermediarnih filamentov

Struktura lasu: α-keratin sekundarna/terciarna Struktura (desnosučne vijačnice) kvartarna struktura (levosučna spirala) kvartarna struktura supramolekuski kompleks osnovna polipeptidna veriga: desnosučna α-vijačnica, veliko hidrofobnih ak (Ala, Val, Ile, Met, Phe) kvartarna struktura: levosučna spirala iz 2 desnosučnih α-vijačnic (protofilament) protofibrila vlakence (supermolekulski kompleks) Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Prečni prerez lasu Da las zraste cca 15 cm v enem letu, se mora tvoriti 9.5 zavojev vijačnice na sekundo.. α-keratin Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Keratini v laseh imajo razteznost kodranje las -Alfa vijačnice keratina se ob segrevanju lahko raztegnejo, dokler ne dosežejo polno raztegnjene beta strukture. Ob ohlajanju se spet spontano zviejjo v vijačnico. -Raztezanje tudi v vlažnem - mokri lasje so bolj ravni. -Trajna z reducentom razbijemo disulfidne mostičke med keratinskimi vijačnicami. Ko se vzpostavljajo novi disulfidni mostički, se lahko povežejo S atomi, ki niso najbližje skupaj las se skodra.

Pakiranje keratina v roženici v supramolekularne strukture L. Norlén, A. Al-Amoudi, J. Invest. Dermatol., 2010

Vrste sekundarne strukture in lastnosti fibrilarnih proteinov sekundarna struktura značilnosti primer α-vijačnica peptidne verige povezane s hidrofobnimi interakcijami, -S-S- mostički β-konformacija peptidne verige povezane s H- vezmi kolagenska vijačnica peptidne verige povezane s kovalentnnimi vezmi, hidrofobnimi in H-vezmi čvrsta netopna struktura mehka, upogljiva vlakna čvrsta netopna struktura, visoka natezna moč, ni raztegljiv keratini Intermediarni filamenti citoskeleta lasje, nohti, povrhnjica kože spektrin v eritrocitih distrofin v mišicah fibroin svila kolagen kite, hrustanec, organski matriks kosti, koža, roženica

Kolagen protein ekstracelularnega matriksa (EM) organ/tkivo delež kolagena (%) jetra 4 pljuča 10 aorta 12-24 hrustanec, kite 50 90 roženica 64 demineralizirane kosti 90 koža 50-70 kolagen se nahaja v vseh tkivih/organih, celicam daje oporo/trdnost 25% proteinov odraslega človeka, 14-20% otroka dolga življenjska doba: nekaj tednov (žile, brazgotine) do nekaj let (kosti) denaturirani kolagen želatina, nima hranljive vrednosti

Kolagen sekundarna struktura: levosučna kolagenska vijačnica, α-veriga, 3 ak/zavoj ak sestava: 35% Gly, 11% Ala, 21% Pro in 4-Hyp ak zaporedje (nekaj 100 ponovitev) ponavljajoči se triplet Gly-Pro-X in Gly-X-Hyp (hidrofobne interakcije kvartarna struktura: desnosučna trojna vijačnica iz α-verig (tropokolagen), povezava med polipeptidnimi verigami preko OH-Pro, OH-Lys in H-vezi Hidroksilacija ak posttranslacijsko, potreben vitamin C supermolekulski kompleks kolagenska fibrila - 100 do 1000 molekul tropokolagena, debelina od 10 do 300 nm - paralelno organizirane fibrile (kite) prereza 1mm nosijo težo 10 kg 20 različnih molekul kolagena (I XX); I, II, III, IV, VI, XI fibrilarni) balancenoosa.wordpress.com/

Aminokisline kolagena

Struktura in medsebojna povezava polipeptidnih verig (α verig) Kolagen Struktura kolagenskih vlakenc (fibril) (a) α veriga kolagena ponavljajoči se triplet Gly-X-Pro ali Gly-X-Hyp; levosučna vijačnica (b) Prostorsko zapolnjen model iste α verige (c) Tri polipeptidne verige zvite v desnosučno vijačnico superheliks (tropokolagen) (d) Prečni prerez superheliksa pod (c): v nitranjosti ostanki Gly (rdeče kroglice) Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Kolagen vsebuje trojno alfa vijačnico T. Andrew Taton Nature 412, 491-492(2 August 2001)

Organizacija kolagenskega vlakna Tropokolagen (300 x 1,5 nm), sestavljen iz 3 α-verig (2 α1, 1 α2) Organizacija tropokolagena v kolagenske fibrile strukturo stabilizirajo kovalentne vezi preko hidroksiliranih ak Meisenberg H, Simmons WH, Principles of Medical Biochemistry,1998

Kolagen kot sestavina ekstracelularnega matriksa Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Posttranslacijsko zorenje molekul kolagena preprokolagen s propeptidi hidroksilacija, glikozilacija ak prokolagen tropokolagen fibrile v EM Meisenberg H, Simmons WH, Principles of Medical Biochemistry,1998

Kolagen in bolezni -Do sedaj je poznanih 29 tipov kolagenov v telesu -Več kot 90% predstavljajo kolageni tipov I, II, III, in IV. -Bolezni, povezane z nepravilnostmi kolagena so dedne, lahko pa nastanejo tudi zaradi neustrezne prehrane, ki vpliva na po-translacijske spremembe ali druge procese, pomembne v izgradnji kolagena. -Skorbut pomanjkanje vitamina C (askorbinske kisline) prepreči hidroksilacijo prolina. To poruši strukturo kolagena.

Presnova kolagena se spreminja s staranjem in boleznimi staranje: zmanjšanje količina kolagena, nastane več prečnih povezav med molekulami tropokolagena krhkost vezivnega tkiva sinteza kolagena poraste po poškodbi brazgotine vsebujejo veliko kolagena v jetrih se ob boleznih parenhimske celice nadomestijo s fibroznim vezivnim tkivom (ciroza jeter) nekatere patogene anaerobne bakterije (Clostridium histolyticum) vsebujejo kolagenaze gas gangrena (plinska gangrena) nekroza tkiva

Primeri bolezni, ki izvirajo iz nenormalne sinteze kolagena bolezen vzrok simptomi skorbut pomanjkanje vitamina C krvavenje dlesni, izpadanje zob, degeneracija kosti slabo celjenje ran osteogenesis imperfecta Ehlers-Danlos-ov sindrom nenormalni gen za kolagen mutacija Gly Ser ali Cys nenormalni gen za kolagen mutacija Gly Ser ali Cys nenormalen nastanek kosti pri dojenčkih, krhke kosti, deformacija skeleta/smrt preobčutljiva lomljiva koža, hipermobilni sklepi, slabo celjenje ran Vitamin C je antioksidant

Primerjava fibrilarnih proteinov keratina in kolagena keratin desnosučna α-vijačnica kvartarna struktura - levosučni dvojni heliks stabilizirajo hidrofobne in -S-S- interakcije kolagen levosučna prolinska vijačnica kvartarna struktura - desnosučni trojni heliks stabilizirano Pro/Pro in OH-Pro povezave Supramolekulske komplekse stabilizirajo hidrofobne interakcije Strukturna funkcija: citoskelet (intermediarni filamenti), lasje, nohti, keratini v koži Supramolekulske komplekse stabilizirajo povezeve preko OH-ak Strukturna funkcija ekstracelularnega matriksa