大鼠I型胶原（COL1）elisa试剂盒

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   胶原蛋白(也称胶原)是蛋白质中的一种，英文名“collagen”，由希腊文演化而来是一种多糖蛋白，呈白色，含有少量的半乳糖和葡萄糖是细胞外基质(ECM)的主要成分，分子量为300ku。胶原蛋白zui普遍的结构特征是三螺旋结构，其由2条α 1链和1条α 2多肽链组成。

   3条α 肽链交互缠绕形成了绳索状的超螺旋结构，每一条胶原链都是左手螺旋构型，3条左手螺旋链相互缠绕成右手螺旋结构形成胶原蛋白*的三重螺旋结构，使其分子结构非常稳定。胶原蛋白中含有大量的甘氨酸，约占总氨基酸的27%，也有报道说占13%。胶原α -链N-端氨基酸是焦谷氨酸，它是谷氨酰胺脱去一分子氨而闭环产生的毗咯烷酮羧酸它在一般蛋白质中较少见。 胶原蛋白中脯氨酸和羟脯氨酸的含量也特别高，是胶原蛋白质的*氨基酸，二者均占14%左右。而色氨酸、酪氨酸以及蛋氨酸等必需氨基酸含量低，因此，胶原蛋白属于不*蛋白质。

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   胶原蛋白主要由成纤细胞或与其来源相类似的细胞如成骨细胞、 成软骨细胞 合成 生物体内胶原的合成一般包括一系列的过程首先在胞内合成胶原蛋白分子形成前胶原进而在胞外进一步聚合成胶原纤维和胶原束。

1 I型胶原蛋白的结构

  胶原蛋白是一个庞大的家族，种类繁多，结构高度复杂。从分子结构、超分子结构，再到组织分布和功能等、具有显著的多样性。尽管如此，胶原蛋白的基本组成却是大同小异在氨基酸序列上都含有(Gly—X—Y)n重复序列 这些重复序列是构成三聚体结构基础其中X通常为Pro Y通常为Hy-Pm或Hy-Lys。

几种常见类型胶原在体内的分布如表1所示 α 多肽链中每3个氨基酸序 胶原类型 组织分布 I 型 皮肤、骨、角膜、肌腱、肿瘤 Ⅱ型 软骨、玻璃体 Ⅲ型 皮肤、子宫壁、血管壁 Ⅳ型 基底膜、胎盘 V 型 皮肤、胎盘、羊膜 Ⅵ型 子宫壁、皮肤、角膜 Ⅶ 型 羊膜、皮肤 Ⅶ 型 内皮细胞 Ⅸ型 软骨 x 型 软骨 Ⅺ 型 软骨、脊椎盘 Ⅻ 型 皮肤、腱 xⅢ型 内皮细胞 列组成中就有一个重复的甘氨酸因为甘氨酸有zui小的侧链基团，这样的序列结构使α 链间的距离缩短、 空间zui小 链与链间紧靠在一起形成的螺旋结构更稳定。大约有35%的重复结构单元Gly-X-Y中的X和Y残基分别为脯氨酸和羟脯氨酸。 羟脯氨酸是由脯氨酸被脯氨酰羟化酶羟基化作用后演变而来的 其羟基对于氢键的形成以及三股螺旋结构的稳定都是必需的。 羟脯氨酸在胶原的氨基酸组成中含有大约10%的量其含量可用于定量测定胶原。

此外I型胶原的螺旋和非螺旋结构区还含有赖氨酸和羟赖氨酸与羟脯氨酸的形成类似羟赖氨酸是在内质网内通过赖氨酰羟化酶的作用由赖氨酸的羟基化作用而形成的。赖氨酸和羟赖氨酸残基的共价交联有利于胶原分子三股螺旋结构的稳定同时羟赖氨酸的形成有利于糖组分的吸附可以发生半乳糖化或葡萄糖半乳糖化通过羟赖氨酸残基位点发生O-糖基化。
 

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1.2 高级结构 胶原与大多数合成聚合物相比具有*的生理和生物特性这主要来源于胶原分子结构的复杂性。I型胶原每一条α 链形成左手螺旋每个螺旋结构区大小约0.87nm3条α 链又相互缠绕形成右手螺旋结构每个螺旋结构区大小约8.6nm三股螺旋形成的胶原分子平均分子量约300kDα长度300nm直径1.5nm。三股螺旋分子间以一定间距、呈纵向对称交错排列形成原纤维。 分子间交错距离为67nm纵向相邻分子间距为40nm。化学结构示意图见图1。胶原原纤维再聚集形成纤维然后再形成更大的纤维束。

三股螺旋分子的有序聚集使胶原纤维具有一定的强度和韧性。 (α)氨基酸序列结构 (b)1 条 α 链的左手螺旋结构和 3 条 α 链形成的右手三股螺旋结构 (c)原纤维的聚集结构 图 1 I 型胶原的化学结构示意图 2 胶原蛋白的应用 2.1 生物医学材料与研究应用 由胶原制成的手术缝合线既有与天然丝一样的高强度又有可吸收性在使用时既有优良的血小板凝聚性能止血效果好又有较好的平滑性和弹性缝合结头不易松散操作过程中不易损伤机体组织。胶原于不同的细胞之间存在很强的亲和力与在伤口的愈合过程中起到关键作用的生长因子间也有着特殊的亲和力在血液凝固后还可以通过刺激组织的再生与修复来防止再次发生出血所以胶原可以作为凝血材料。 同时用合成材料或胶原蛋白在血浆代用品、 人造皮肤、人工血管、 骨的修复和人工骨和固定化酶的载体等方面的研究和应用方面都十分的广泛。

早在1987年Schnieke等就将人I型原胶原蛋白[Proα1(I)]基因导入到Proα1(I)缺陷的鼠Mov-13细胞系中[此细胞系正常表达Proα2(I)] 获得了具有正常功能的人鼠杂合的I型胶原蛋白。 Toman等则在酿酒酵母中同时表达了4种基因 即Proα(I)、 Proα2 (I)和P4H酶的2种亚基的基因 获得了稳定表达的重组人I型原胶原蛋白异源三聚体。1999年有报道将完整胶原蛋白的Proα1(I)与Proα2(I)基因转入小鼠并在小鼠乳腺中表达。Toman等也获得了转Proα1(I)原胶原基因的小鼠乳腺中表达的原胶原量已达到8 mgmL且所获得的原胶原蛋白能够形成同源三聚体的高级 结构但不足的是Pro与Lys残基羟基化程度不够。同源三聚体的I型胶原蛋白与成纤维原的I型胶原蛋白异源三聚体有相似的Tm 值且长度相似 在正常的组织中有I型原胶原蛋白同源三聚体存在的现象。 John等在小鼠乳腺中表达了Proa2(I)与P4H的d与B亚基的基因 在乳腺中获得的原胶原的产量达到50-200txgmL原胶原上的脯氨酸残基羟基化程度与生物体正常的原胶原* 并能形成同源三聚体结构还有热稳定的三螺旋结构域。但是Toman和John等在小鼠乳腺中获得的都是成熟胶原的前体形式---原胶原。以这样的形式在乳腺中表达分泌蛋白是优是劣还不能一概而论就是对于胶原这样的结构蛋白而言也很难加以评判。因为成熟的胶原蛋白的溶解度要比原胶原低几个数量级 所以在乳腺中分泌不会对宿主本身造成麻烦但问题是以前体的形式分泌要想成品化还要通过N端、C端蛋白酶的消化以去掉前肽。 

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