الكولاجين من النوع الأول

يُعدّ الكولاجين من النوع الأول أكثر أنواع الكولاجين وفرةً في جسم الإنسان، إذ يُشكّل حوالي 90% من إجمالي الكولاجين في الفقاريات. ولهذا السبب، فهو أيضاً أكثر أنواع البروتينات وفرةً في جميع الفقاريات. يُشكّل الكولاجين من النوع الأول أليافاً كبيرةً مُحبةً للحمض تُعرف بألياف الكولاجين ، والتي تُكوّن معظم النسيج الضام الكثيف الشبيه بالحبال في الجسم. ^{[ 1 ]}

يُصنع الكولاجين من النوع الأول من خلال دمج سلسلتي برو ألفا 1 وبرو ألفا 2، واللتين تُنتجهما جينات COL1alpha1 وCOL1alpha2 على التوالي. يتخذ جين Col I بنية حلزونية ثلاثية بفضل تركيبه Glycine -XY، حيث يُمثل x وy أي نوع من الأحماض الأمينية. يوجد الكولاجين أيضًا في شكلين متماثلين، إما كثلاثي متجانس أو ثلاثي غير متجانس، وكلاهما موجود خلال مراحل نمو مختلفة. تلعب الثلاثيات غير المتجانسة، على وجه الخصوص، دورًا هامًا في التئام الجروح، ^{[ 2 ]} وهي الشكل السائد في الجسم. ^{[ 2 ]}

يوجد الكولاجين من النوع الأول في أماكن عديدة ومختلفة في الجسم، حيث يشكل بشكل أساسي نسيج الضام. وهو موجود في النسيج الندبي ، وكذلك في الأوتار والأربطة ، وفي غشاء العضلات الليفية ، وفي الجزء العضوي من العظام ، وفي الأدمة ، وفي العاج ، وفي كبسولات الأعضاء .

تبدأ عملية تكوين الكولاجين من النوع الأول بإنتاج ودمج وحدتين فرعيتين منفصلتين، تُسميان سلسلتي برو-ألفا1(I) وبرو-ألفا2(I). تُشفَّر سلسلتا برو-ألفا هاتان بواسطة جيني COL1A1 و COL1A2 على التوالي، وعند دمجهما تُنتجان برو-كولاجين من النوع الأول. ^{[ 3 ]} تحدث هذه العملية النسخية داخل الشبكة الإندوبلازمية للخلية ، ويجب أن تخضع لتعديلات ما بعد الترجمة لإنتاج منتج الكولاجين النهائي من النوع الأول. ^{[ 4 ]} بعد ذلك، يُعدَّل مُركَّب برو-كولاجين بواسطة إنزيمات بروتياز مختلفة تقوم بفصل الببتيدات الأولية الطرفية N وC الموجودة على جانبي الجزيء. تحدث هذه العملية خارج غشاء الخلية، حيث تتشابك الجزيئات بعد المعالجة لتكوين منتج الكولاجين النهائي من النوع الأول.

يتميز الكولاجين من النوع الأول ببنية حلزونية ثلاثية ناتجة عن تركيبه من الأحماض الأمينية. ويتبع نطاقه المحدد ترتيب GXY، حيث تشغل الأحماض الأمينية الأخرى غير الجلايسين المواقع X وY، إلا أن هذه المواقع عادةً ما تشغلها كل من الهيدروكسي برولين والبرولين ، دون ترتيب محدد. ^{[ 5 ]} وتتكرر هذه البنية المحددة وتُكدس في بنية سداسية لتكوين ألياف الكولاجين.

تبلغ الكتلة الجزيئية للكولاجين من النوع الأول 300,000 غ/مول، ويتجمع في أحد شكلين جزيئيين ذوي رتبة أعلى. يشكل بنية صلبة كبيرة تتكون من تفاعلات بروتينية صارمة وغير مرنة. ^{[ 6 ]} ترتبط هذه البنية البروتينية المتعددة الكبيرة ببعضها البعض بشكل أساسي بواسطة روابط هيدروجينية ، وتتراوح أقطار اللييفات عادةً بين 25 و400 نانومتر في هذا الشكل الليفي. ^{[ 5 ]}

لا يمكن اختبار المؤشرات المستخدمة لقياس فقدان العظام بسهولة. يؤدي تحلل الكولاجين من النوع الأول إلى إطلاق نواتج أيضية يمكن استخدامها لمراقبة الامتصاص. ^{[ 7 ]}

من المعروف أن الطفرات في الجينات التي تشفر الكولاجين من النوع الأول تسبب عددًا لا يحصى من الحالات المختلفة بما في ذلك:

• الكولاجين من النوع الثاني
• الكولاجين، النوع الأول، ألفا 1
• الكولاجين، النوع الأول، ألفا 2
• الكولاجين، النوع الثالث، ألفا 1