주요 ECM 요소
“핵심 matrisome”3은 약 300 개의 단백질로 구성됩니다. 주요 구성 요소에는 콜라겐, 프로테오글리칸, 엘라스틴, 세포 결합 당 단백질은 각각 고유 한 물리적 및 생화학 적 특성을 가지고 있습니다.
콜라겐은 3 중 나선 구조를 형성하는 3 개의 폴리펩티드 α 사슬로 구성됩니다. 척추 동물에서는 46 개의 고유 한 콜라겐 사슬이 모여 28 가지 유형의 콜라겐을 형성합니다 2,4 섬유소 형성 콜라겐 (예 : I 형, II 형, III 형), 네트워크 형성 콜라겐 (예 : 기저막 콜라겐 IV 형), 삼중 나선이 중단 된 섬유소 관련 콜라겐, 또는 FACIT (예 : 유형 IX, XII) 및 기타 (예 : 유형 VI). 원 섬유 형성 콜라겐은 아미노 및 카르 복실-말단 비 콜라겐 도메인이 측면에있는 연속 삼중 나선 형성 도메인을 포함합니다. 이러한 비 콜라겐 도메인은 단백질 분해로 제거되고 형성된 삼중 나선은 다음과 같습니다. 관련 라 끝으로 섬유질로. 기저막의 콜라겐 IV 네트워크와 구슬이있는 필라멘트와 같은 비 섬유 초분자 구조는 비 섬유 콜라겐에 의해 형성됩니다. FACIT는 자체적으로 피 브릴로 조립되지 않지만 콜라겐 피 브릴과 연관되어 있습니다.
콜라겐의 특정 프롤린 잔기는 프 롤릴 4- 하이드 록 실라 제 및 프 롤릴 3- 하이드 록 실라 제에 의해 하이드 록 실화됩니다. 선택된 라이신 잔기는 또한 라이 실 하이드 록 실라 제에 의해 하이드 록 실화된다. 가공 후 원 섬유 프로 콜라겐은 프로 펩티드가 제거되는 세포 외 공간으로 분비됩니다. 생성 된 콜라겐은 세포 외 효소 리실 산화 효소 (LOX)에 의해 촉매되는 과정에 의해 두 콜라겐 사슬의 라이신 잔기 사이에 형성된 공유 가교를 통해 피 브릴로 조립됩니다. 콜라겐 백본은 조직 구조, 모양 및 조직을 결정합니다.
프로테오글리칸은 글리코 사 미노 글리 칸 (GAG) 측쇄가 부착 된 핵심 단백질로 구성됩니다. GAG는 반복되는 이당류 단위로 구성된 선형 음이온 성 다당류입니다. GAG에는 네 가지 그룹이 있습니다 : 히알루 론산, 케 라탄 설페이트; 콘드로이틴 / 더 마탄 설페이트; 및 헤파린을 포함한 헤파 란 설페이트. 히알루 론산을 제외한 모든 것은 황산 화됩니다. 고도로 음전하를 띤 GAG 사슬은 프로테오글리칸이 물과 2가 양이온을 격리하여 공간 채우기 및 윤활 기능을 부여합니다. 분비 된 프로테오글리칸에는 아 그레 칸 및 베르시 칸과 같은 큰 프로테오글리칸, 데코 린 및 루미 칸과 같은 작은 류신이 풍부한 프로테오글리칸 및 펄 레칸과 같은 기저막 프로테오글리칸이 포함됩니다. Syndecans는 세포 표면과 관련된 반면 serglycin은 세포 내 proteoglycan입니다. 프로테오글리칸의 분자 다양성은 다양한 생물학적 기능에 대한 구조적 기반을 제공합니다. 예를 들어 연골의 아 그레 칸은 탄력성과 압력에 대한 높은 생체 역학적 저항성을 생성합니다. Decorin과 lumican은 콜라겐 원 섬유 조립에서 조절 역할을합니다. 프로테오글리칸은 또한 성장 인자 및 성장 인자 수용체와 상호 작용하며, 세포 신호 전달 5 및 혈관 신생을 포함한 생물학적 과정과 관련이 있습니다.
라미닌 계열은 교차 연결된 웹으로 조립되고 서로 짜여진 약 20 개의 당 단백질로 구성됩니다. 기저막의 유형 IV 콜라겐 네트워크. 이들은 1 개의 α, 1 개의 β 및 1 개의 γ 사슬로 구성된 이종삼 량체 (400–800 kDa)입니다. 척추 동물에서 5 개의 α, 3 개의 β 및 3 개의 γ 사슬이 확인되었습니다. 많은 라미닌이 자기 조립되어 세포 표면 수용체와의 상호 작용을 통해 세포와 밀접한 연관성을 유지하는 네트워크를 형성합니다. 라미닌은 초기 배아 발달 및 조직 형성에 필수적입니다 .6
피브로넥틴은 “생물학적 접착제”역할을하는 세포의 부착 및 이동에 중요합니다. 피브로넥틴 단량체 (~ 250kDa)는 다음을 포함하는 하위 단위로 구성됩니다. 세 가지 유형의 반복 : I, II 및 III. 피브로넥틴은 이황화 결합에 의해 연결된 이량 체로 분비되고 다른 피브로넥틴 이량 체, 콜라겐, 헤파린 및 세포 표면 수용체에 결합 부위를 가지고 있습니다. FNIII10 반복에는 중요한 Arg- Gly-Asp 세포 결합 부위. 피브로넥틴 이량 체는 다량 체를 형성 할 수 있습니다. 지속적인 침착으로 피 브릴이 길어지고 두꺼워지며 피브로넥틴 피 브릴은 추가로 데 옥시 콜레이트 불용성 매트릭스로 가공 될 수 있습니다 .7
엘라스틴은 혈관 및 폐와 같이 반복적으로 늘어나는 조직에 대한 탄력성. 포유류의 단일 유전자에 의해 암호화되고 60–70 kDa의 트로포 엘라스틴 단량체로 분비됩니다. h microfibrils는 탄성 섬유를 형성합니다. 모든 트로포 엘라스틴은 라이신 함유 가교 모티프와 교대로 소수성 서열의 특징적인 도메인 배열을 공유합니다. Microfibrillar 단백질 fibrillins 및 microfibril 관련 glycoprotein-1은 엘라스틴과 직접 상호 작용하며 핵 형성 및 조립에 중요합니다.2 적절한 기능에 중요한 탄성 섬유의 중요한 특징은 펩타이드 결합에서 선택적 라이신 잔기를 알리신으로 산화시키는 LOX에 의해 매개되는 트로포 엘라스틴의 광범위한 교차 결합입니다. 엘라스틴에는 두 가지 주요 이작 용성 가교 결합이 있습니다. 하나의 알리신 잔기와 하나의 라이신 잔기의 축합을 통해 형성된 디 하이드로 리 시노 노르 류신과 두 개의 알리신 잔기의 결합을 통해 형성된 알리신 알돌입니다. 이들 두 가교는 서로 또는 다른 중간체와 추가로 축합하여 데스 모신 또는 이소 데모 신을 형성 할 수 있습니다. 전자 현미경 및 이미징 연구에 따르면 트로포 엘라스틴은 세포 표면에서 작은 구형 응집체 (미세 조립체)로 조립됩니다. 가교가 시작되어 분자의 양전하가 손실되어 세포에서 트로포 엘라스틴이 방출되고 미세 섬유 (거대 조립)가있을 때 구상 융합을 돕습니다. Fibulin-4는 엘라스틴 조립의 초기 단계에서 역할을하며, fibulin-5는 기질과 세포 사이의 엘라스틴을 연결하는 역할을합니다 .8
