Fő ECM elemek
A „magmátrix” 3 körülbelül 300 fehérjét tartalmaz. A főbb komponensek közé tartoznak a kollagének, proteoglikánok, elasztin és sejtmegkötő glikoproteinek, mindegyiknek különálló fizikai és biokémiai tulajdonságai vannak.
A kollagén 3 polipeptid-α-láncból áll, amelyek hármas spirális szerkezetet alkotnak. Gerincesekben 46 különálló kollagénlánc áll össze 28 kollagéntípust alkotva, 2,4 amelyeket fibrilképző kollagénekbe (például I., II., III. típusú), hálózatképző kollagénekbe (pl. a bazális membrán IV típusú kollagénjei), fibrillel társított kollagénekbe sorolnak, hármas hélixeik megszakadásával, vagy FACIT-okba (pl. IX., XII. és mások (pl. VI. típus). A fibrillaképző kollagének folyamatos hármas-spirálképző doméneket tartalmaznak, amelyeket amino- és karboxiterminális, nem kollagén domének szegélyeznek. társult la terálisan fibrillákká. A nonfibril szupramolekuláris struktúrákat, például az alapmembránokban lévő kollagén IV hálózatait és a gyöngyös filamentumokat nonfibrilláris kollagének alkotják. A FACIT-ok önmagukban nem fibrillákká állnak össze, hanem a kollagén fibrillákhoz kapcsolódnak.
A kollagénekben található specifikus prolin-maradékokat a prolil-4-hidroxiláz és a prolil-3-hidroxiláz hidroxilezik. A kiválasztott lizinmaradékokat a lizil-hidroxiláz is hidroxilezi. A fibrilláris prokollagének feldolgozás után kiválasztódnak az extracelluláris térbe, ahol propeptidjeiket eltávolítják. A kapott kollagének ezután kovalens keresztkötések útján fibrillákká gyűlnek össze két kollagénlánc lizinmaradékai között egy extracelluláris lizil-oxidáz (LOX) enzim által katalizált eljárással. A kollagén gerinc diktálja a szövet felépítését, alakját és felépítését.
A proteoglikánok egy magfehérjéből állnak, amelyhez glikozaminoglikán (GAG) oldalláncok kapcsolódnak. A GAG-ek lineáris, anionos poliszacharidok, amelyek ismétlődő diszacharid egységekből állnak. A GAG-knak négy csoportja van: hialuronsav, keratán-szulfát; kondroitin / dermatán-szulfát; és heparán-szulfát, beleértve a heparint is. A hialuronsav kivételével mindegyik szulfatált. Az erősen negatív töltésű GAG-láncok lehetővé teszik a proteoglikánok számára a víz és a kétértékű kationok megkötését, és térkitöltési és kenési funkciókat biztosítanak. A szekretált proteoglikánok közé tartoznak a nagy proteoglikánok, például az agrecan és a versican, a kis leucinban gazdag proteoglikánok, például a decorin és a lumican, valamint az alapmembrán proteoglikánok, például a perlecan. A szindekánok a sejtfelszínhez kapcsolódnak, míg az serglycin intracelluláris proteoglikán. A proteoglikánok molekuláris sokfélesége strukturális alapot biztosít a biológiai funkciók sokaságához. Például az agrekán a porcban rugalmasságot és nagy biomechanikai nyomásállóságot eredményez. A decorinnak és a lumikánnak szabályozó szerepe van a kollagén fibril összeállításában. A proteoglikánok kölcsönhatásba lépnek a növekedési faktorokkal és a növekedési faktor receptorokkal is, és részt vesznek a sejtek szignálozásában5 és biológiai folyamatokban, beleértve az angiogenezist is.
A laminin-család körülbelül 20 glikoproteint tartalmaz, amelyek keresztkötéses hálóba vannak összeillesztve, és a IV-es típusú kollagén hálózat az aljzatmembránokban. Heterotrimerek (400–800 kDa), amelyek egy α, egy β és egy γ láncból állnak. A gerinceseknél öt α, három β és három γ láncot azonosítottak. Számos laminin összerakódik, és hálózatot képez, amely szoros kapcsolatban marad a sejtekkel a sejtfelszíni receptorokkal való kölcsönhatás révén. A lamininok elengedhetetlenek a korai embrionális fejlődés és az organogenezis szempontjából. háromféle ismétlődés: I, II és III A fibronektin diszulfidkötésekkel összekapcsolt dimerekként választódik ki, és kötődési helyekkel rendelkezik más fibronektin dimerekhez, kollagénhez, heparinhoz és sejtfelszíni receptorokhoz. Az FNIII10 ismétlésben van egy fontos Arg Gly-Asp sejtmegkötő hely. A fibronektin dimerek multimereket képezhetnek. A folyamatos lerakódás során a fibrillák meghosszabbodnak és megvastagodnak, és a fibronektin fibrillusok tovább dolgozhatók deoxikolátban oldhatatlan mátrixgá. Az ismételt nyújtásnak kitett szövet rugalmassága, például az erek és a tüdő. Emlősökben egyetlen gén kódolja, és 60–70 kDa-os tropoelastin-monomerként választódik ki. h mikrofibrillumok rugalmas szálak képződéséhez. Valamennyi tropoelasztin a hidrofób szekvenciák jellegzetes elrendeződésével rendelkezik, felváltva a lizint tartalmazó térhálósító motívumokkal. A mikrofibrilláris fehérjék, a fibrillinek és a mikrofibrillel társult glikoprotein-1 közvetlenül kölcsönhatásba lépnek az elasztinnal, és fontosak annak magképződésében és összeillesztésében.A rugalmas működés szempontjából kritikus jellemzője a rugalmas működésnek, a tropoelasztin LOX által közvetített kiterjedt keresztkötése, amely oxidálja a peptidkötésben lévő szelektív lizinmaradványokat az allizinhez. Az elasztinban két fő bifunkcionális keresztkötés van: dehidrolizinonorleucin, amely egy alizin és egy lizin egy kondenzációja révén képződik, és az alilizin aldol, amely két alizin maradék társulásával jön létre. Ez a két keresztkötés tovább kondenzálódhat egymással vagy más köztitermékekkel deszmoszint vagy izodozmosint képezve. Az elektronmikroszkópos és képalkotó vizsgálatok azt mutatják, hogy a tropoelasztin apró gömbös aggregátumokká van összeállítva a sejtfelszínen (mikroösszetétel). Megkezdődik a térhálósodás, amely a molekulán pozitív töltések elvesztését eredményezi, lehetővé téve a tropoelasztin felszabadulását a sejtből és elősegítve a globuláris fúziót mikrofibrillumok jelenlétében (makro-összeállítás). A fibulin-4 szerepet játszik az elasztin összeállításának korai szakaszában, és a fibulin-5 az elasztint áthidalja a mátrix és a sejtek között.
