Постер «Коллаген»
Дата:
12.10.2016
Молекула коллагена - образовательный плакат
  • Поделиться

Коллаген — это структурный белок, пучок которого способен выдержать большую нагрузку, чем стальной трос того же диаметра. Коллаген является основным компонентом соединительных тканей и наиболее распространенным белком млекпитающих. В человеческом организме на его долю приходится порядка 30% массы всех белков. Он обеспечивает прочность и эластичность связок, хрящей, оболочек органов, базальных мембран эпителиальных тканей, а также внутренних слоев кожи [1]. Одна молекула коллагена состоит из трех белковых нитей, закрученных в спираль. Такие трехспиральные структуры затем объединяются в более крупные тяжи. Синтез коллагена происходит в основном в фибробластах соединительной ткани, однако некоторые разновидности этого белка могут синтезировать эпителиальные клетки [2]. Нарушения в синтезе коллагена приводят к разрушению соединительной ткани. Один из классических примеров — это цинга. Это заболевание может возникать из-за недостатка витамина С, поскольку он является кофактором белков, синтезирующих коллаген [3, 4]. Существуют патогены, расщепляющие коллаген. Например, анаэробная бактерия Clostridium perfringens, способная синтезировать фермент коллагеназу [5]. Этот микроорганизм обитает преимущественно в почве и при попадании в раны или повреждения на теле человека может вызывать газовую гангрену [6]. Коллаген, как в нативном, так и в измененном виде, применяется в регенеративной медицине и косметической хирургии, поскольку он важет для заживления ран и влияент на эластичность кожи [7, 8]. Этот белок также применяется в пищевой промышленности: желатин — это частично расщепленный коллаген, который добывают из соединительных тканей сельскохозяйственных животных [9].

Подробнее о структуре и синтезе коллагена

Каждая из спиральных субъединиц молекулы коллагена имеет длину 1050 аминокислот. При этом в ней чередуется последовательность из глицина, пролина (или гидроксипролина) и любой аминокислоты: Gly-Pro-X. Это дает возможность трем субъединицам сформировать устойчивую правозакрученную тройную спираль, длиной 300 нм и толщиной 1,5 нм [1]. Молекулы коллагена соединяются друг с другом благодаря остаткам гидроксипролина на концах цепей. При этом трехспиральные тяжи смещаются друг относительно друга примерно на четверть своей длины. Образующиеся в итоге коллагеновые фибриллы могут достигать нескольких микрон в длину и иметь толщину от 50 до 200 нм. Синтез коллагена начинается в цитоплазме клеток, а сборка фибрилл происходит в межклеточном пространстве при участии дополнительных факторов. Разные типы коллагена при этом отличаются по способности формировать поперечные связи со вспомогательными молекулами протеогликанов. Если коллаген первого типа, в основном присутствуюий в связках, образует прочные и длинные тяжи, то коллаген второго типа, присутствующий в хрящах, формирует более тонкие фибриллы, ориентированные случайным образом и связанные между собой с образованием плотной сети [1].

  • Руководство проекта, 3D-визуализация:
    Иван Константинов
  • Дизайн и вёрстка:
    Кирилл Мартьянов
  • Научная консультация:
    Юрий Стефанов, к.б.н.
  • Контроль высочайшего качества производства:
    Марина Деева
Over the last few months, we have been working with Ivan and his team to produce some excellent animations, and we are thrilled with the quality and detail that his team has produced. I would have no hesitation in recommending Visual Science to produce medical and scientific animations. They have been highly professional from the outset, and delivered a wonderful result, on time and on budget.
Dr Rishi Mehra (Staff Anaesthetist. Alfred Hospital, Melbourne, Australia Senior Lecturer, Monash University, Melbourne, Australia) on behalf of Professor Paul Myles, Dr Joel Symons, Dr Christine Ball and Wiley publishers