Synthese

Kollagen ist ein hervorragendes Beispiel für die Herstellung einer komplexen Proteinstruktur aus einer einfachen Aminosäurekette. Es wird in Zellen wie den Fibroblasten hergestellt:

• einzelne Polypeptidketten werden auf membrangebundenen Ribosomen nach mRNA-Vorlagen synthetisiert; dies ist die Pro-alpha-Kette
• ein Signalpeptid am Polypeptid sorgt dafür, dass die Kette in das Lumen des endoplasmatischen Retikulums gelangt
• Prolin- und Lysinreste auf der Kette sind hydroxyliert
• einige Hydroxylysinreste können glykosyliert sein
• eine dreifache Alpha-Helix aus 3 Polypeptidketten bildet sich spontan; dies ist Prokollagen:
  • Hydroxyprolin bildet Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Ketten
  • Hydroxylysin vernetzt Kollagenmoleküle
• Prokollagen wird in den extrazellulären Raum sezerniert, wo proteolytische Enzyme die terminalen Peptide abspalten
• die entstehenden Tropokollagenmoleküle verbinden sich spontan mit anderen Tropokollagenmolekülen und bilden eine lineare Anordnung innerhalb der Kollagenfibrille
• Kollagenfibrillen orientieren sich entlang der Linie der Kollagenfaser, die aus mehreren Kollagenfibrillen besteht