【細(xì)胞生物學(xué)】膠原纖維的合成及組裝過程

始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),在高爾基體進(jìn)行修飾,最后在細(xì)胞外組裝成膠原纖維。
①膠原在細(xì)胞內(nèi)的合成
首先在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成前α鏈(pro-α-chain)。
(前α鏈除了信號肽,在其N端與C端還各有一段不含Gly-X-Y序列的前肽(prepeptide))

新合成的前α鏈進(jìn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,切去信號肽,Pro(脯氨酸)和Lys(賴氨酸)被羥化成Hypro(羥脯氨酸)和Hylys(羥賴氨酸);一些Hylys(羥賴氨酸)被部分糖基化(完全糖基化修飾在高爾基復(fù)合體完成);

3條前α鏈C端前肽借二硫鍵形成鏈間交聯(lián),使3條前α鏈對齊排列,從C端向N端聚合成帶前肽的三股螺旋結(jié)構(gòu)——前膠原procollagen。其兩端的前肽部分保持非螺旋卷曲。


前膠原分子經(jīng)COPⅡ有被囊泡→脫被囊泡(考試只答囊泡)運(yùn)進(jìn)高爾基體,


進(jìn)一步糖基化修飾,以有被囊泡形式運(yùn)出,

脫被后,囊泡以胞吐形式(被包入分泌小泡),分泌到細(xì)胞外
②膠原在細(xì)胞外的裝配
在分泌過程中,前膠原分子一旦暴露于細(xì)胞外,就被組織中依賴Zn2+的前膠原N-蛋白酶和前膠原C-蛋白酶水解切去N端和C端的前肽序列,兩端各保留一小段非螺旋的端肽區(qū)(telopeptide region),形成原膠原分子(tropocollagen)。

原膠原分子在細(xì)胞外階梯式有序排列并發(fā)生側(cè)向交聯(lián),相鄰原膠原分子相錯1/4長度(約67nm)(電鏡下具有典型的67nm明暗相間的周期性條紋),前后分子首尾相隔35nm,自我裝配成明暗相間、直徑10~300nm,長150nm至數(shù)微米的膠原原纖維collagen fibril。


細(xì)胞外基質(zhì)中,膠原原纖維常聚集成束,形成直徑約0.5~3微米甚至更粗的、光鏡下可見的膠原纖維collagen fiber。
