I형 콜라겐

Type I collagen
콜라겐, I형, 알파 1
식별자
기호.COL1A1
NCBI 유전자1277
HGNC2197
OMIM120150
RefSeqNM_000088
유니프로트P02452
기타자료
로커스칠십칠십칠 q21.3-q22
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구조물들스위스 모델
도메인인터프로
콜라겐, I형, 알파 2형
식별자
기호.COL1A2
Alt. 기호OI4
NCBI 유전자1278
HGNC2198
OMIM120160
RefSeqNM_000089
유니프로트P08123
기타자료
로커스칠칠십칠 q21.3-22.1
검색하기
구조물들스위스 모델
도메인인터프로

제1형 콜라겐은 인체에서 가장 풍부한 콜라겐으로 척추동물에서 체내 전체 콜라겐의 약 90%로 구성되어 있습니다. 이로 인해 모든 척추동물에서 발견되는 가장 풍부한 단백질 종류이기도 합니다. 제1형은 콜라겐 섬유로 알려진 크고 호산구성 섬유를 형성하는데, 이 섬유들은 체내의 밧줄과 같은 치밀한 결합조직의 대부분을 구성합니다.[1] 콜라겐 I 자체는 COL1alpha1과 COL1alpha2 유전자가 각각 만든 프로알파1과 프로알파2 사슬이 결합하여 생성됩니다. ColI 유전자 자체는 글리신-X-Y 구조로 인해 3중 나선 형태를 취하는데, x와 y는 어떤 종류의 아미노산이든 가능합니다. 콜라겐은 또한 호모트리머 또는 헤테로트리머와 같은 두 가지 다른 이소형으로 발견될 수 있으며, 둘 다 다른 발달 기간 동안 발견될 수 있습니다. 특히 호모트리머는 상처 치유에 중요한 역할을 하며,[2] 체내에서 발견되는 지배적인 동형체입니다.[2]

I형 콜라겐은 신체의 무수히 많은 다양한 곳에서 발견될 수 있는데, 주로 결합조직의 기질을 형성합니다. 힘줄, 인대, 근섬유의 내막, 뼈의 유기 부분, 진피, 상아질, 장기 캡슐뿐만 아니라 흉터 조직에도 존재합니다.

형성

I형 콜라겐의 생성 과정은 pro-alpha1(I) 사슬과 pro-alpha2(I) 사슬이라고 불리는 두 개의 분리된 소단위체의 생성과 조합으로 시작됩니다. 이러한 프로-알파 사슬은 각각 COL1A1 및 COL1A2 유전자에 의해 암호화되고 결합되어 I형 프로-콜라겐을 생성합니다.[3] 이 전사 과정은 세포의 소포체 내에서 이루어지며, 최종 I형 콜라겐 생성물을 만들기 위해서는 번역 후 변형을 거쳐야 합니다.[4] 그런 다음 프로콜라겐 복합체는 분자의 양쪽에 존재하는 N 및 C 말단 프로펩티드를 절단하는 다른 효소 단백분해효소에 의해 변형됩니다. 이 과정은 세포막 밖에서 일어나는데, 후처리 과정에서 분자들이 교차하여 최종 I형 콜라겐 생성물을 형성합니다.

구조.

Type I 콜라겐의 화학구조

I형 콜라겐은 아미노산 조성으로 인해 삼중 나선 형태를 가지고 있습니다. 그 특정 도메인은 G-X-Y 순서를 따르며, X 및 Y 슬롯은 구아닌 이외의 아미노산에 의해 점유되지만, 이러한 슬롯은 일반적으로 특정 순서가 아닌 하이드록시프롤린 및 프롤린 모두에 의해 점유됩니다.[5] 이 특정 형태는 콜라겐 원섬유를 형성하기 위해 반복되고 육각형 구조로 포장됩니다.

I형 콜라겐의 분자 질량은 300,000g/mol이며 2개의 고차 분자 어셈블리 중 하나로 조립됩니다. 엄격하고 유연하지 않은 단백질 상호 작용으로 형성된 큰 고체 구조를 형성합니다.[6] 이 큰 다중 단백질 구조는 주로 수소 결합에 의해 결정적으로 유지되며, 이 피브릴 형태에서 피브릴은 25-400 나노미터 사이의 전형적인 직경 크기에 부합합니다.[5]

질병의 영향

콜라겐 타입 1을 코딩하는 유전자의 돌연변이는 다음과 같은 무수히 많은 다른 질환을 유발하는 것으로 알려져 있습니다.

심장판막형 엘러스-단로스 증후군: 이러한 유형의 엘로스-단로스는 콜라겐 프로-알파2 사슬을 암호화하는 역할을 하는 COL1alpha2 유전자 내의 돌연변이에 의해 발생합니다.[7]

혈관형 엘러스-단로스 증후군: COL3alpha1의 돌연변이로 발생하는 Vascular type Ehlors-Danlos 환자 중 일부는 COL1alpha1 유전자에도 돌연변이가 있는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 정확한 연관성은 알려지지 않았습니다.[8]

아트로칼라시아형 엘로스-단로스 증후군: 이 유형의 엘로스-단로스는 각각 프로알파1과 프로알파2 사슬을 암호화하는 역할을 하는 COL1alpha1과 COL1alpha2 유전자의 돌연변이에 의해 발생합니다.

골형성(Osteogenis imperfecta) (유형 1-4): COL1alpha1 및/또는 COL1alpha2의 돌연변이는 발생하는 돌연변이의 유형 및 빈도와 관련된 질병의 중증도와 함께 여러 다른 유형의 Osterogenisis Impecta를 유발하는 것으로 알려져 있습니다.[9] COL1이 이 질병에 미치는 영향에 대한 자세한 내용은 콜라겐, type 1, alpha 1을 참조하십시오.

카페이 병: 이 질환은 836 단백질 부위에서 아르기닌을 시스테인으로 대체하는 COL1alpha 유전자의 돌연변이에 의해 발생합니다. 이 특정한 돌연변이는 I형의 피브릴을 크기와 모양 모두에서 훨씬 더 크게 변화시킵니다.[10]

임상적 의의

콜라겐, I형, 알파1#임상적 의미 참조

뼈 손실을 측정하는 데 사용되는 마커는 쉽게 테스트할 수 없습니다. I형 콜라겐의 분해는 흡수를 모니터링하는 데 사용할 수 있는 대사 산물을 방출합니다.[11]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "Collagen: What It Is, Types, Function & Benefits". Cleveland Clinic. Retrieved 2023-10-25.
  2. ^ a b Ricard-Blum S (January 2011). "The collagen family". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 3 (1): a004978. doi:10.1101/cshperspect.a004978. PMC 3003457. PMID 21421911.
  3. ^ "COL1A2 gene". MedlinePlus Genetics. U.S. National Library of Medicine. Retrieved 2023-10-25.
  4. ^ Canty-Laird EG, Lu Y, Kadler KE (January 2012). "Stepwise proteolytic activation of type I procollagen to collagen within the secretory pathway of tendon fibroblasts in situ". The Biochemical Journal. 441 (2): 707–717. doi:10.1042/BJ20111379. PMC 3430002. PMID 21967573.
  5. ^ a b Naomi R, Ridzuan PM, Bahari H (August 2021). "Current Insights into Collagen Type I". Polymers. 13 (16): 2642. doi:10.3390/polym13162642. PMC 8399689. PMID 34451183.
  6. ^ Xia S, Chen Z, Shen C, Fu TM (September 2021). "Higher-order assemblies in immune signaling: supramolecular complexes and phase separation". Protein & Cell. 12 (9): 680–694. doi:10.1007/s13238-021-00839-6. PMC 8403095. PMID 33835418.
  7. ^ "Cardiac-Valvular Ehlers-Danlos Syndrome (cvEDS)". The Ehlers Danlos Society. Retrieved 2023-09-27.
  8. ^ "Ehlers Danlos Syndromes - Symptoms, Causes, Treatment NORD". rarediseases.org. Retrieved 2023-09-27.
  9. ^ Gajko-Galicka A (2002). "Mutations in type I collagen genes resulting in osteogenesis imperfecta in humans". Acta Biochimica Polonica. 49 (2): 433–441. doi:10.18388/abp.2002_3802. PMID 12362985.
  10. ^ "Caffey disease". MedlinePlus Genetics. U.S. National Library of Medicine. Retrieved 2023-09-27.
  11. ^ Ting KR, Brady JJ, Hameed A, Le G, Meiller J, Verburgh E, et al. (April 2016). "Clinical utility of C-terminal telopeptide of type 1 collagen in multiple myeloma". British Journal of Haematology. 173 (1): 82–88. doi:10.1111/bjh.13928. PMID 26787413.