Štruktúra a zloženie kolagénu

Charakteristickou vlastnosťou molekuly kolagénu je pevnosť a trojreťazcová špirálovitá štruktúra. Stáčaním troch kolagénových polypeptidových molekúl , nazývaných α-reťazce sa vytvára pravidelná superzávitnica. Tento komplex troch polypeptidových reťazcov sa nazýva tropokolagén. Každé z týchto troch vlákien tvorí vodíkové väzby medzi NH skupinami glycínu a CO skupinami z iného vlákna.

Stabilita je ďalej podmienená vzájomným zapadnutím štruktúry prolínu a hydroxyprolínu (efekt zámku) a tvorbou vodíkových väzieb za účasti hydroxylových skupín hydroxylyzínu.

Relatívna molekulová hmotnosť tropokolagénových molekúl je približne 285 000. Úplná otáčka trojitej špirály obsahuje 30 aminokyselinových zvyškov. Superzávitnica tak tvorí kolagénovú molekulu s dĺžkou 300 nm a hrúbkou asi 1,5 nm (Hoza, 2005),( (Lin, et al. 2006).

Úvodný obrázok: Štruktúra tropokolagénu (https://www.pinterest.com/pin/499125571175830231/)

Primárna štruktúra molekuly kolagénu je tvorená približne z dvadsiatich druhov aminokyselín (AMK). Najväčšie zastúpenie má glycín (28%) a prolín (nad 15%). Glycínové zvyšky sú dosta-točne malé pre obsadenie vnútorného priestoru trojitej špirály, a tým umožňujú tesné zovretie troch α-reťazcov do konečného kolagénového superhelixu. Prolín umožňuje vytvoriť ľavotočivú konformáciu každého α-reťazca s troma AMK zvyškami na otáčku, vďaka svojej kruhovej štruktúre. Vysoko zastúpenou AMK je aj hydroxyprolín (10%) (Peterková, 2000).

Obrázok: AMK v kolagéne, prameň: (http://www.chemistryland.com/ElementarySchool/BuildingBlocks/CHM130BBquiz.htm)

Priemerné zastúpenie AMK v kolagéne z hovädzích koží (Peterková, 2000))

Jednotky tripeptidu v polypeptidovom reťazci sa opakujú: (Gly-X-Y)n , kde X a Y sú akékoľvek AMK, jednou z nich je spravidla prolín. Časti tvorené AMK s nízkou molekulovou hmotnosťou sú považované za kryštalické, naopak oblasti s polárnymi AMK s vysokou molekulovou hmot-nosťou ( napr. Asp, Glu, Lys, Arg ) sú menej orientované až amorfné. Toto rozloženie polárnych a nepolárnych AMK súvisí s priečnym pruhovaním kolagénových vlákien (Peterková, 2000).