主要なECM要素

「コアマトリソーム」3は約300のタンパク質で構成されています。主要な成分には、コラーゲン、プロテオグリカン、エラスチン、細胞結合糖タンパク質は、それぞれ異なる物理的および生化学的特性を持っています。

コラーゲンは、三重らせん構造を形成する3つのポリペプチドα鎖で構成されています。脊椎動物では、46の異なるコラーゲン鎖が集まって28のコラーゲンタイプを形成します2,4。それらは、原線維形成コラーゲン（例えば、タイプI、II、III）、ネットワーク形成コラーゲン（例えば、基底膜コラーゲンタイプIV）、それらの三重らせんの中断を伴う原線維関連コラーゲン、またはFACIT（例えば、フィブリル形成コラーゲンは、アミノ末端およびカルボキシル末端の非コラーゲンドメインに隣接する連続的なトリプルヘリックス形成ドメインを含み、これらの非コラーゲンドメインはタンパク質分解的に除去され、形成されたトリプルヘリックスは次のようになります。関連するラテラリーにフィブリルに。基底膜のコラーゲンIVのネットワークやビーズ状のフィラメントなどの非原線維超分子構造は、非原線維コラーゲンによって形成されます。 FACITはそれ自体ではフィブリルに集合しませんが、コラーゲンフィブリルと関連しています。

コラーゲンの特定のプロリン残基は、プロリル4-ヒドロキシラーゼおよびプロリル3-ヒドロキシラーゼによってヒドロキシル化されます。選択されたリジン残基は、リシルヒドロキシラーゼによってもヒドロキシル化されます。繊維状のプロコラーゲンは、処理後、細胞外空間に分泌され、そこでプロペプチドが除去されます。次に、得られたコラーゲンは、細胞外酵素リシルオキシダーゼ（LOX）によって触媒されるプロセスによって、2つのコラーゲン鎖のリジン残基間に形成された共有結合架橋を介してフィブリルに集合します。コラーゲンの骨格は、組織の構造、形状、および組織を決定します。

プロテオグリカンは、グリコサミノグリカン（GAG）側鎖が結合しているコアタンパク質で構成されています。 GAGは、二糖単位の繰り返しで構成される線状の陰イオン性多糖です。 GAGには4つのグループがあります：ヒアルロン酸、ケラタン硫酸。コンドロイチン/デルマタン硫酸;ヘパリンを含むヘパラン硫酸。ヒアルロン酸を除くすべてが硫酸化されています。非常に負に帯電したGAG鎖により、プロテオグリカンは水と2価の陽イオンを隔離し、空間充填と潤滑機能を付与します。分泌されるプロテオグリカンには、アグリカンやバーシカンなどの大きなプロテオグリカン、デコリンやルミカンなどの小さなロイシンリッチプロテオグリカン、およびパーレカンなどの基底膜プロテオグリカンが含まれます。シンデカンは細胞表面に関連していますが、セルグリシンは細胞内プロテオグリカンです。プロテオグリカンの分子多様性は、多数の生物学的機能の構造的基盤を提供します。たとえば、軟骨のアグリカンは弾力性と圧力に対する高い生体力学的抵抗を生成します。デコリンとルミカンは、コラーゲン原線維の集合において調節的な役割を果たしています。プロテオグリカンは、成長因子および成長因子受容体とも相互作用し、細胞シグナル伝達5および血管新生を含む生物学的プロセスに関与しています。

ラミニンファミリーは、約20の糖タンパク質で構成されており、これらは架橋ウェブに組み込まれ、基底膜のIV型コラーゲンネットワーク。それらは、1つのα、1つのβ、および1つのγ鎖からなるヘテロ三量体（400〜800 kDa）です。脊椎動物では、5つのα、3つのβ、および3つのγ鎖が同定されています。多くのラミニンは自己組織化して、細胞表面受容体との相互作用を通じて細胞と密接に関連したままのネットワークを形成します。ラミニンは初期胚発生と器官形成に不可欠です。6

フィブロネクチンは細胞の付着と移動に重要であり、「生物学的接着剤」として機能します。フィブロネクチンモノマー（〜250 kDa）は、以下を含むサブユニットで構成されています。 3種類のリピート：I、II、III。フィブロネクチンはジスルフィド結合によって結合したダイマーとして分泌され、他のフィブロネクチンダイマー、コラーゲン、ヘパリン、細胞表面受容体への結合部位を持っています。FNIII10リピートには重要なArg- Gly-Asp細胞結合部位。フィブロネクチン二量体は多量体を形成する可能性があります。沈着を続けると、原線維は長くなり、太くなり、フィブロネクチン原線維はさらに処理されてデオキシコレート不溶性マトリックスになります。7

エラスチンは血管や肺など、繰り返し伸ばされた組織に対する弾力性。哺乳類では単一の遺伝子によってコードされ、60〜70 kDaのトロポエラスチンモノマーとして分泌されます。トロポエラスチンは、フィブロネクチンの助けを借りて、 hミクロフィブリルは弾性繊維を形成します。すべてのトロポエラスチンは、リジンを含む架橋モチーフと交互になっている疎水性配列の特徴的なドメイン配置を共有しています。ミクロフィブリルタンパク質フィブリリンおよびミクロフィブリル関連糖タンパク質-1はエラスチンと直接相互作用し、その核形成と集合に重要です。2弾性繊維の重要な特徴は、その適切な機能にとって重要であり、LOXによって媒介されるトロポエラスチンの広範な架橋です。これは、アリシンへのペプチド結合の選択的なリジン残基を酸化します。エラスチンには2つの主要な二機能性架橋があります。アリシンの1つの残基とリジンの1つの残基の縮合によって形成されるデヒドロリシノノルロイシンと、2つのアリシン残基の結合によって形成されるアリシンアルドールです。これらの２つの架橋は、互いに、または他の中間体とさらに凝縮して、デスモシンまたはイソデスモシンを形成することができる。電子顕微鏡および画像研究は、トロポエラスチンが細胞表面上で小さな球状の凝集体に組み立てられることを示しています（マイクロアセンブリ）。架橋が始まり、分子の正電荷が失われ、細胞からのトロポエラスチンの放出が可能になり、ミクロフィブリルの存在下で球状融合が促進されます（マクロアセンブリ）。フィブリン-4はエラスチン集合の初期段階で役割を果たし、フィブリン-5はマトリックスと細胞の間でエラスチンを橋渡しするように作用します。8