Строение молекулы коллагена
Молекула коллагена — это тройная спираль из трёх полипептидных цепей с повтором Gly-X-Y, которая собирается в прочные фибриллы.
Строение молекулы коллагена — это уровневая организация белка: от аминокислотной цепи до плотно скрученной тройной спирали и далее до волокон. Именно такая структура делает коллаген прочным и устойчивым.
Полипептидные цепи
Основу молекулы составляют три длинные полипептидные цепи, называемые альфа-цепями. Каждая цепь свёрнута в особую левозакрученную спираль. Характерная черта этих цепей — повторяющаяся последовательность из трёх аминокислот, о которой подробнее ниже.
Повтор Gly-X-Y
Аминокислотная цепь коллагена построена из триплетов Gly-X-Y, где первое место почти всегда занимает глицин, а на позициях X и Y часто стоят пролин и гидроксипролин. Глицин — самая маленькая аминокислота, и только она помещается внутри плотно скрученной спирали, где три цепи сближаются. Эта закономерность подробно разобрана на странице аминокислотная последовательность.
Тройная спираль
Три альфа-цепи переплетаются в правозакрученную суперспираль — тройную спираль. Её стабилизируют водородные связи, в формировании которых ключевую роль играет гидроксипролин. Одна такая молекула называется тропоколлагеном — это базовая структурная единица коллагена длиной около 300 нм.
Сборка в фибриллы
Отдельные молекулы тропоколлагена выстраиваются с регулярным смещением относительно друг друга и образуют фибриллы. Между молекулами формируются ковалентные поперечные сшивки, которые скрепляют их в прочную нерастворимую структуру. Фибриллы, в свою очередь, собираются в волокна — именно они придают прочность коже, сухожилиям, костям и хрящу. Характерная поперечная исчерченность фибрилл под микроскопом отражает упорядоченное смещение молекул.
Иерархия «цепь → тройная спираль → фибрилла → волокно» объясняет, почему коллаген одновременно прочен и гибок. Нарушение любого уровня сказывается на свойствах ткани.
Частые вопросы
Из чего состоит молекула коллагена?
Из трёх полипептидных цепей, скрученных в тройную спираль, с повторяющейся последовательностью Gly-X-Y.
Почему в коллагене так много глицина?
Глицин — самая маленькая аминокислота, и только он помещается в центре плотной тройной спирали, поэтому стоит в каждом третьем положении.
Что такое тропоколлаген?
Это одна молекула коллагена — тройная спираль, которая служит базовой единицей для сборки фибрилл и волокон.