حلزون الكولاجين

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
صورة مجهرية إلكترونية نافذة لألياف الكولاجين.

في علم الأحياء الجزيئي ، يُعدّ الحلزون الثلاثي للكولاجين ، أو الحلزون من النوع الثاني، البنية الثانوية الرئيسية لأنواع مختلفة من الكولاجين الليفي ، بما في ذلك الكولاجين من النوع الأول . في عام ١٩٥٤، قدّم راماشاندران وكارثا (١٣، ١٤) بنيةً للحلزون الثلاثي للكولاجين استنادًا إلى بيانات حيود الألياف. يتكون هذا الحلزون من حلزون ثلاثي مصنوع من تسلسل الأحماض الأمينية المتكرر جلايسين- XY، حيث يكون X وY غالبًا برولين أو هيدروكسي برولين . [ ٢ ] [ ٣ ] يُعرف الكولاجين المطوي على شكل حلزون ثلاثي باسم التروبوكولاجين . غالبًا ما تتجمع حلزونات الكولاجين الثلاثية في حزم لتُشكّل أليافًا دقيقة ، والتي بدورها تُشكّل أليافًا أكبر، كما هو الحال في الأوتار .

بناء

يجب أن تتواجد جزيئات الجليسين والبرولين والهيدروكسي برولين في مواقعها المحددة بالتكوين الصحيح. على سبيل المثال، يزيد وجود الهيدروكسي برولين في الموقع Y من الثبات الحراري للحلزون الثلاثي، بينما لا يحدث ذلك عند وجوده في الموقع X. [ 4 ] كما يتأثر الثبات الحراري سلبًا عندما يكون تكوين مجموعة الهيدروكسيل غير صحيح. نظرًا لوفرة محتوى الجليسين والبرولين، يعجز الكولاجين عن تكوين بنية حلزونية ألفا منتظمة وبنية صفائح بيتا منتظمة. تلتف ثلاثة خيوط حلزونية يسارية لتشكيل حلزون ثلاثي يميني. [ 5 ] يحتوي الحلزون الثلاثي للكولاجين على 3.3 بقايا لكل لفة. [ 6 ]

تُثبَّت كل سلسلة من السلاسل الثلاث بفعل التنافر الفراغي الناتج عن حلقات البيروليدين في بقايا البرولين والهيدروكسي برولين . تتباعد حلقات البيروليدين عندما تتخذ سلسلة الببتيد شكلها الحلزوني الممتد ، وهو أكثر انفتاحًا بكثير من الشكل الحلزوني ألفا الملتف بإحكام . ترتبط السلاسل الثلاث بروابط هيدروجينية . مانحات الروابط الهيدروجينية هي مجموعات NH في بقايا الجليسين . مستقبلات الروابط الهيدروجينية هي مجموعات CO في البقايا الموجودة على السلاسل الأخرى. لا تشارك مجموعة OH في الهيدروكسي برولين في الروابط الهيدروجينية، ولكنها تُثبِّت المتصاوغ العابر للبرولين من خلال التأثيرات الفراغية الإلكترونية، وبالتالي تُثبِّت الحلزون الثلاثي بأكمله.

يبلغ ارتفاع اللولب الكولاجيني ( اللولب الفائق ) 2.9 أنغستروم (0.29  نانومتر) لكل حمض أميني. مركز اللولب الثلاثي الكولاجيني صغير جدًا وكاره للماء، ويجب أن يكون لكل حمض أميني ثالث اتصال بالمركز. [ 7 ] نظرًا لصغر المساحة وضيقها في المركز، فإن ذرة الهيدروجين الصغيرة في السلسلة الجانبية للجليسين هي الوحيدة القادرة على التفاعل مع المركز. [ 7 ] هذا الاتصال مستحيل حتى في وجود حمض أميني أكبر قليلًا غير الجليسين.

مراجع

  1. ^ بيريسيو آر، فيتاجليانو إل، مازاريلا إل، زاغاري أ (فبراير 2002). "البنية البلورية لنموذج الكولاجين الحلزوني الثلاثي [ (Pro-Pro-Gly)(10) ] (3)" . علوم البروتين . 11 (2): 262-70 . دوى : 10.1110/ps.32602 . بمك 2373432 . بميد 11790836 .  
  2. ↑ بهاتاشارجي أ، بانسال م (مارس 2005). "بنية الكولاجين: الحلزون الثلاثي لمدراس والوضع الراهن" . مجلة IUBMB Life . 57 (3): 161-172 . doi : 10.1080/15216540500090710 . PMID 16036578. S2CID 7211864 .  
  3. ↑ سعد، محمد (أكتوبر 1994). دراسات بنية وتعبئة المجالات البلورية للكولاجين في الأوتار باستخدام أشعة سينكروترون، وتحديد عوامل البنية، وتقييم طرق الاستبدال المتماثل، ونماذج أخرى . أطروحة دكتوراه، جامعة جوزيف فورييه غرونوبل الأولى. ص 1-221 . doi : 10.13140/2.1.4776.7844 . 
  4. ^ بيريسيو، ريتا. فيتاجليانو، لويجي؛ مازاريلا، ليليو؛ زاغاري، أدريانا (2002). "البنية البلورية لنموذج الكولاجين الحلزوني الثلاثي [ (Pro-Pro-Gly)(10) ] (3)" . علم البروتين . 11 (2): 262-270 . دوى : 10.1110/ps.32602 . ISSN 0961-8368 . بمك 2373432 . بميد 11790836 .   
  5. ↑ بيلا، جوردي (15 أبريل 2016). "بنية الكولاجين: حيل جديدة من كلب عجوز". مجلة الكيمياء الحيوية . 473 (8): 1001-1025 . doi : 10.1042/BJ20151169 . ISSN 0264-6021 . PMID 27060106 .  
  6. ↑ هاربرز إيلوستريتد بيوكيمستري ( الطبعة الثلاثون). 
  7. برودسكي ، باربرا ؛ ثياغاراجان، غيثا؛ مادان، بالارامان؛ كار، كاروناكار (2008). "الببتيدات ثلاثية الحلزون: مدخل إلى بنية الكولاجين، واستقراره، وتجمعه الذاتي". البوليمرات الحيوية . 89 (5): 345-353 . doi : 10.1002/bip.20958 . ISSN 0006-3525 . PMID 18275087 .