二、膠原的生物合成
結(jié)締組織中的原膠原分子主要由成纖維細胞合成，軟骨中膠原由軟骨細胞合成，骨膠原來自成骨細胞，基底膜中膠原則由上皮或內(nèi)皮細胞合成。膠原的生物合成可分為細胞內(nèi)和細胞外兩大階段。
圖13－8 膠原結(jié)構(gòu)示意圖
1.細胞內(nèi)合成階段
在結(jié)締組織細胞中，首先是按蛋白質(zhì)合成的原則先合成一條很長的，約1400個氨基酸殘基的肽鏈，稱為溶膠原蛋白，而后轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行羥基化和糖基化修飾。
(1)羥基化修飾
膠原分子組成中含有羥脯氨酸和羥賴氨酸，這兩種氨基酸并無遺傳密碼、反密碼及tRNA引導入肽鏈，而是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，由脯氨酸、賴氨酸殘基經(jīng)羥化生成的。由脯氨酸羥化酶(prolyl hydroxylase)和賴氨酸羥化酶(lysyl hydroxylase)催化，此酶為加單氧酶，需Fe++和維生素C為輔因子，α-酮戊二酸作輔底物。如脯氨酸的羥化反應(yīng)：醫(yī)學全在.線jfsoft.net.cn
此羥化反應(yīng)中需分子氧，缺氧會妨礙膠原的生成，因而缺氧可使傷口愈合延遲。而維生素C是維持羥化酶活性所必需的，缺乏維生素C，膠原合成不能形成正常的纖維，可出現(xiàn)皮膚結(jié)節(jié)，血管脆弱及傷口愈合緩慢等癥狀。羥化作用對三股螺旋的堅固性有重要作用，羥化不足的鏈在體溫下不能形成堅固的三股螺旋，因而不能從細胞內(nèi)排出。
(2)糖基化修飾
膠原分子中含有共價連接的糖基，根據(jù)組織不同，糖含量可達0.4－12%。其中糖基主要為葡萄糖、半乳糖及它們的雙糖。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中由半乳糖基轉(zhuǎn)移酶及葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶催化將糖基聯(lián)于5－羥賴氨酸殘基上。
糖基化的作用目前尚未完全闡明，研究發(fā)現(xiàn)這些糖基位于膠原纖維中原膠原的接頭處。推測糖基化與纖維的定向排列有關(guān)。
經(jīng)羥基化和糖基化修飾的溶膠原蛋白，形成三股螺旋而排出細胞外。
