کلاژن چیست؟ (1)

کلاژن خانواده بزرگی از پروتئین های بستره بیرون سلولی می باشد.

مرکز یادگیری - مرجان سلیمانیان

در مطالب علمی با کلمه کلاژن زیاد برخورد داشته اید و در مطالب گوناگون کاربرد داشته است، مثلا دانستید که رشته های کلاژن در جدار رگ ها وجود دارد و رشته های الاستیک در شریان های بزرگ قرار دارند. حال در اینجا توضیحات بیشتری در مورد کلاژن برای شما مطرح خواهیم کرد.

کلاژن یکی از پروتئین های رشته‌ای است که در بافت های  همبند یافت می‌شود و دارای مقدار زیادی اسید آمینه‌های هیدروکسی پرولین و هیدروکسی لیزین و به مقدار بسیار کم اسیدهای آمینه سولفور‌دار است. در مهره داران عالی کلاژن تقریبا یک سوم پروتئین  کل بدن را تشکیل می‌دهد. طرز قرار گرفتن رشته فیبرهای کلاژن بر حسب عملکرد آنها متفاوت است.

عمل اصلی کلاژن ها فراهم کردن پشتیبانی ساختاری برای بافت می باشد. خانواده کلاژن از بیش از 20 نوع کلاژن تشکیل شده است که مجموعا فراوان ترین پروتئین ها در جانوران محسوب می شوند. با این وجود، همه کلاژن ها یک ویژگی ساختاری مشترک دارند:

در آنها سه پلی پپتید به صورت مارپیچ سه تایی نازکی به دور یکدیگر پیچیده اند. این سه پروتئین که هر یک زنجیره آلفا  نام دارند، با پیوندهای کووالان  و غیر کووالان به یکدیگر متصل می باشند. مارپیچ سه تایی کلاژن راست گرد است، ولی هر یک از سه پلی پپتید آن، مارپیچ چپ گردی را ایجاد می کنند. در کلاژن سه زنجیره آلفای چپ گرد به صورت راست گرد دور یکدیگر پیچیده اند.

شکل 1: هر دنباله از پیچ های پیچیده نسبت به دنباله مجاورش nm67  جابه جایی طولی دارد. به تارچه ها ظاهری مخطط می دهد. (روی تصویر کلیک کنید.)

پروتئین های کلاژن در توالی خود تکرارهایی متوالی از Gly-X-Y دارند که در آن X و Y می توانند هر آمینواسیدی باشند، ولی غالبا به ترتیب پرولین و هیدروکسی پرولین می باشند. وجود توالی Gly-X-Y امکان می دهد تا مارپیچ سه تایی کلاژن  تشکیل شود. گلایسین به دلیل کوچکی زنجیره جانبی اش و پرولین (و هیدروکسی پرولین) به دلیل زاویه پیوندی ویژه مارپیچ سه تایی را پایدار می کنند. همچنین، هیدروکسی پرولین و هیدروکسی لایزین که در کلاژن یافت می شوند می توانند با تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره ها باعث پایداری مارپیچ سه تایی شوند.

پرو کلاژن ها  در تمام طول خود مارپیچ نمی باشند، بلکه در پایانه های N و C و گاهی در مناطقی در بینابین مارپیچ، تا خوردگی غیر مارپیچی دارند. پروکلاژن ها قبل و بعد از ترشح از سلول، و برای تبدیل به کلاژن، تحت انواع پردازش ها (مانند هیدروکسیلاسیون، گلیکوزیلاسیون و برش پروتئازی) قرار می گیرند.

شکل 2: سنتز و سوار شدن تارچه های کلاژن

کلاژن ها انواع متفاوتی دارند. تفاوت میان انواع کلاژن ها ممکن است در طول قسمت های مارپیچ سه تایی در آنها در وجود قسمت هایی کروی در بینابین مارپیچ سه تایی و یا در پردازش های انجام شده روی پروکلاژن ها باشد.

تنوع کلاژن

حداقل 13 نوع کلاژن در انسان شناسایی شده‌اند که هر کدام در بافت  خاصی وجود دارند. تنوع این کلاژن ها به دلیل تفاوت در ماهیت پلی پپتیدهای تشکیل دهنده آنها است. از کنار هم قرار گرفتن مارپیچ های کلاژن رشته‌های کلاژن بوجود می‌آیند. نحوه قرار گرفتن مارپیچ ها طوری است که انتهای مولکول های مجاور روی هم قرار می‌گیرند. این نحوه قرار گیری باعث می‌شود که رشته‌های کلاژن قابلیت کشش زیادی داشته باشند. دستجات متراکم این رشته که در تاندون وجود دارند با قابلیت کشش خود می‌توانند نیروهای زیادی را تحمل کنند.

انواع کلاژن را با اعداد رومی (I، II و ...) مشخص می کنند. هر نوع کلاژن یک تا سه زنجیره آلفا متفاوت دارد که با عدد از هم متمایز می شوند (1،2 و ...) برای نمونه کلاژن نوع I از دو نسخه از زیر واحد (I) 1 و یک نسخه از (I) 2 تشکیل شده است و فرمول آن 1(I)2 2(I)  می باشد .

ادامه دارد ...

منبع: http://daneshnameh.roshd.ir

تنطیم کننده:محبوبه همت