Il collagene (o collageno) è la principale proteina del tessuto connettivo negli animali. È la proteina più abbondante nei mammiferi, rappresentando nell'uomo circa il 6% del peso corporeo. COLLAGENO 1000 aminoacidi per catena Ripetizione della tripletta Gly-X-Y, dove X è spesso Pro e Y è spesso Hyp (a volte Hyl) Ogni catena forma un’elica sinistrorsa con tre residui per giro e una distanza tra residui di 2,9 Å Tripla elica allungata Gli atomi di idrogeno ammidici dei residui di glicina che si trovano lungo l’asse centrale della tripla elica sono uniti, mediante legami ad idrogeno, agli atomi di ossigeno carbonilico dei residui, spesso di prolina, di una catena adiacente Legami ad idrogeno La struttura a tripla elica viene stabilizzata anche da legami idrogeno a cui partecipano i gruppi ossidrilici dei residui di idrossiprolina. Esistono numerosissimi tipi di collagene propriamente detto e diverse proteine che hanno struttura polipeptidica largamente assimilabile al collagene. In letteratura sono stati finora descritti 29 tipi di collagene. Collagen 1-12 type I (COL1A1, COL1A2) · type II (COL2A1) · type III · type IV (COL4A1, COL4A2, COL4A3, COL4A4, COL4A5, COL4A6) · type V (COL5A1, COL5A2, COL5A3) · type VI (COL6A1, COL6A2, COL6A3) · type VII (COL7A1) · type VIII (COL8A1, COL8A2) · type IX (COL9A1, COL9A2, COL9A3) · type X (COL10A1) · type XI (COL11A1, COL11A2) · type XII (COL12A1) 13-29 COL13A1 · COL14A1 · COL15A1 · COL16A1 · COL17A1 · type XVIII (COL18A1, Endostatin) · COL19A1 · COL20A1 · COL21A1 · COL22A1 · COL23A1 · COL24A1 · COL25A1 · COL26A1 · COL27A1 · COL28A1 · COL29A1 Tipo Descrizione Geni I Rappresenta il 90% del collagene totale ed entra nella composizione dei principali tessuti connettivi, come pelle, tendini, ossa e cornea. COL1A1 COL1A2 II Forma la cartilagine, i dischi intervertebrali ed il corpo vitreo COL2A1 III Grande importanza nel sistema cardiovascolare. È anche il collagene del tessuto di granulazione. Viene prodotto velocemente ed in grandi quantità prima del collagene COL3A1 di tipo I, più resistente, da cui è successivamente sostituito. IV Va a comporre la membrana basale V Contenuto nel tessuto interstiziale, è associato al collagene di tipo I (associato anche COL5A1 COL5A2 COL5A3 alla placenta) VI Contenuto nel tessuto interstiziale, è associato al collagene di tipo I COL6A1 COL6A2 COL6A3 VII Forma fibrille di ancoraggio nelle giunzioni dermo-epidermiche, può essere coinvolto nella patologia chiamata epidermolisi bollosa distrofica COL7A1, VIII Prodotta da alcune cellule endoteliali COL8A1 COL8A2 IX Contenuto nella cartilagine, è associato a collagene di tipo II e XI COL9A1 COL9A2 COL9A3 X Contenuto nella cartilagine ipertrofica ed in mineralizzazione COL10A1 XI Contenuto nella cartilagine COL11A1 COL11A2 XII Interagisce con il collagene di tipo I, con la decorina ed i glucosamminoglicani COL12A1 XIII È un collagene transmembrana, che interagisce con l'integrina a1b1, con la fibronectina e con i componenti della membrana basale COL13A1 XIV - COL14A1 XV - COL15A1 XVI - COL16A1 XVII È un collagene transmembrana, noto anche come BP180, una proteina da 180 kDa coinvolta in patologie come la pemfigoide bullosa ed alcune forme di epidermolisi bullosa giunzionale COL17A1 XVIII - COL18A1 XIX - COL19A1 COL4A1 COL4A2 COL4A3 COL4A4 COL4A5 COL4A6 Sindromi di Ehlers-Danlos Ipermobilità delle articolazioni Iperelasticità della pelle BIBLIOTECA DIGITALE DELLA SOCIETA' ITALIANA DI BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE (SIB) LIND: TRATTATO DELLO SCORBUTO (1753-1766) James Lind: TRATTATO DELLO SCORBUTO DIVISO IN TRE PARTI PARTE SECONDA CAPITOLO PRIMO. Le vere cause dello Scorbuto cavate dalle osservazioni che sono state fatte tanto sopra il mare che sopra la Terra. La ricerca biochimica negli anni ’50 ha mostrato che la lesione nello scorbuto è l’assenza di un enzima, L-Gulonolactone ossidase (GLO), nel fegato umano (Burns, 1959). Detto enzima è l’ultimo enzima di una serie di quattro che, nel fegato dei mammiferi, converte in ascorbato lo zucchero del sangue, il glucosio. Questo metabolita del fegato, l’ascorbato, viene prodotto, per esempio, in una capra non stressata, alla velocità di circa 13 grammi al giorno per circa 75 kg di peso corporeo (Chatterjee, 1973). Un meccanismo di retroazione nei mammiferi sotto stress aumenta questa produzione giornaliera di ascorbato parecchie volte (Subramanian et al., 1973). La mancanza dello enzima GLO nel fegato umano blocca completamente la sintesi biochimica endogena di ascorbato ed ha distrutto la capacità umana di produrre il proprio ascorbato. Ci sono pochi altri mammiferi afflitti dallo stesso difetto genetico degli umani, come il porcellino d’India, ed altri membri del sotto-ordine dei Primati Anthropoidea. La privazione completa di ascorbato è rapidamente fatale. Ci vogliono parecchi mesi perché gli umani muoiano di scorbuto, in funzione degli incidenti stressanti, ma un porcellino d’India soccombe in due settimane. Lo scorbuto, pertanto, risponde a tutti i criteri delle malattie genetiche, gli “errori innati del metabolismo”, le malattie dovute allo “enzima mancante” descritte da Sir Archibald Garrod nel 1908. Nel 1956-67, in una serie di quattro articoli (Stone, 1965) fu mostrato che lo scorbuto non è una entità separata, una malattia dietetica, ma meramente le sequalae premortali di una malattia genetica epato-enzimatica, la Ipoascorbemia. Così, invece di essere un semplice disturbo dietetico, dovuto alla carenza di vitamina C nei cibi, la causa basilare della nostra suscettibilità allo scorbuto è la molto più grave e potenzialmente fatale presenza ereditaria di un gene difettoso per il GLO nell’insieme dei geni umani. Questo gene difettoso sembra sia stato generato da una mutazione in un primitivo primate antenato dell’Uomo, circa 60 milioni di anni fa, (Stone, 1972) e la sua incidenza è del 100 per cento della popolazione umana. Osteogenesis imperfecta (OI) is a genetic bone disorder. People with OI are born with defective connective tissue, or without the ability to make it, usually because of a deficiency of Type-I collagen This deficiency arises from an amino acid substitution of glycine to bulkier amino acids in the collagen triple helix structure. Osteogenesis imperfecta Type Description Gene Type I mild COL1A1, COL1A2 Type II severe and usually lethal in the perinatal period COL1A1, COL1A2, CRTAP Type III considered progressive and deforming COL1A1, COL1A2 Type IV deforming, but with normal scleras COL1A1, COL1A2 Type V shares the same clinical features of IV, but has unique histologic findings ("mesh-like") unknown Type VI shares the same clinical features of IV, but has unique histologic findings ("fish scale") unknown Type VII associated with cartilage associated protein CRTAP Type VIII associated with the protein leprecan LEPRE1 Fibre elastiche Comuni nei tessuti che richiedono la capacità di deformarsi ripetutamente e reversibilmente. Hanno una zona centrale amorfa che consiste di elastina, circondata da piccoli filamenti a perline, le microfibrille. La componente principale delle microfibrille è la grande glicoproteina, fibrillina. L’elastina viene inizialmente sintetizzata come monomero solubile, la tropoelastina, che viene secreta dalle cellule. Dopo la secrezione, i monomeri di tropoelastina subiscono legami incrociati mediante l’azione dell’enzima lisil ossidasi. L’elastina con i legami incrociati è una proteina estremamente insolubile. Il turnover dell’elastina è estremamente basso, con una emi-vita che si avvicina all’età dell’organismo. L’elastina è sintetizzata soprattutto durante lo sviluppo e qualsiasi elastina “danneggiata” o non viene sostituita oppure è sostituita da fibre non funzionali. Una eccessiva degradazione dell’elastina è osservata in malattie gravi, quali l’enfisema e l’aterosclerosi. Marfan syndrome is caused by mutations in the FBN1 gene on chromosome 15, which encodes a glycoprotein called fibrillin-1, a component of the extracellular matrix. Marfan syndrome (also called Marfan's syndrome) is a genetic disorder of the connective tissue. It is sometimes inherited as a dominant trait. It is carried by a gene called FBN1, which encodes a connective protein called fibrillin-1. People have a pair of FBN1 genes. Because it is dominant, people who have inherited one affected FBN1 gene from either parent will have Marfan's. This syndrome can run from mild to severe. People with Marfan's are typically tall, with long limbs and long thin fingers. The most serious complications are the defects of the heart valves and aorta.