Unter der Kollagensynthese versteht man die intrazellulär und extrazellulär. stattfindende Synthese von Kollagen.

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Hetty Hochberg
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1 KOLLAGENSYNTHESE!!

2 Unter der Kollagensynthese versteht man die intrazellulär und extrazellulär stattfindende Synthese von Kollagen.

3 Das Kollagen ist im menschlichen Körper Bestandteil aller Binde. - und Stützgewebe. Dabei macht es ca. 30% aller vorhandenen Proteine aus. Zur Erfüllung von verschiedenen Aufgaben im Körper gibt es unterschiedliche Kollagensorten, die aber auch in einem Gewebe gemischt sein können.

4 Kollagen ist in voll ausgebildeter Form stark vernetzt. Die Grundeinheit ist dabei das TROPOKOLLAGEN! Es besteht aus 3 Molekülketten gleicher Größe, die helical umeinander gewickelt sind und eine TRIPELHELIX bilden! Dabei kann das Tropokollagen aus 2 Ketten gleicher Struktur und einer Kette mit einer anderen Struktur oder aus 3 Ketten gleicher Struktur aufgebaut sein. (Jede Kette besteht aus ca AS-Resten.)

5 Unter der Kollagensynthese versteht man die intrazellulär und extrazellulär stattfindende Synthese von Kollagen. Das Kollagen ist im menschlichen Körper Bestandteil aller Binde- und Stützgewebe. Dabei macht es ca. 30% aller vorhandenen Proteine aus. Zur Erfüllung von verschiedenen Aufgaben im Körper gibt es unterschiedliche Kollagensorten, die aber auch in einem Gewebe gemischt sein können- Kollagen ist in voll ausgebildeter Form stark vernetzt. Die Grundeinheit ist dabei das TROPOKOLLAGEN! Es besteht aus 3 Molekülketten gleicher Größe, die helical umeinander gewickelt sind und eine TRIPELHELIX bilden! Dabei kann das Tropokollagen aus 2 Ketten gleicher Struktur und einer Kette mit einer anderen Struktur oder aus 3 Ketten gleicher Struktur aufgebaut sein. Jede Kette besteht aus ca AS-Resten.

6 V.a. die AS GLYCIN spielt hier eine große Rolle, da sie 1/3 des Kollagenmoleküls ausmacht. Außerdem stellt sie hier (wie in vielen anderen Synthesen auch) den Ausgang dar!

7 Klein-Excurs-Glycin Glycin Serin

8 Klein-Excurs-Glycin + CH3 aus TH4 Glycin Serin Pyruvat Glycin Guanodinoacetat

9 Klein-Excurs-Glycin + CH3 aus TH4 Glycin Serin Pyruvat Grundsubstanz des Cholins + Guanodinogruppe aus Arginin Glycin Guanodinoacetat Kreatinsynthese Glycin + Succinyl-CoA

10 Klein-Excurs-Glycin + CH3 aus TH4 Glycin Serin Pyruvat Grundsubstanz des Cholins + Guanodinogruppe aus Arginin + Succinyl-CoA Glycin Guanodinoacetat Glycin S-Aminolävulinsäure Glycin Kreatinsynthese Porphyrinsynthese Schützt Enzyme vor Oxidation

11 Klein-Excurs-Glycin + CH3 aus TH4 Glycin Serin Pyruvat + Guanodinogruppe aus Arginin Glycin Guanodinoacetat + Succinyl-CoA Glycin S-Aminolävulinsäure Grundsubstanz des Cholins Kreatinsynthese Porphyrinsynthese Glu-Cys (Peptidbindung) Glycin Glutathionsäure Schützt Enzyme vor Oxidation Glycin: glucoplastisch

12 V.a. die AS GLYCIN spielt hier eine große Rolle, da sie 1/3 des Kollagenmoleküls ausmacht. Außerdem stellt sie hier (wie in vielen anderen Synthesen auch) den Ausgang dar! Aber auch das PROLIN ist als Ausgangs-AS wichtig Prolin: glucoplastisch a-ketoglutarat

13 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS (neben anderen die zur Synthese notwendig sind, die nennenswerten!!) Synthese von a1 und a2 Polypeptidketten (Protokollagen) PROLIN LYSIN HYDROXYPROLIN HYDROXYLYSIN Diese beiden AS werden erst NACH ihrem Einbau in die Ketten hydroxyliert!!

14 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS (neben anderen die zur Synthese notwendig sind, die nennenswerten!!) Synthese von a1 und a2 Polypeptidketten (Protokollagenen) Diese Ketten sind wichtig für die Bildung der Tripelhelix! Cave! Jede Polypeptidkette besitzt ihre eigene mrna! d.h.: für Kollagen Typ I (z.b. Haut) : 2 mrna für Kollagen Typ II (z.b. Knorpel) : 1 mrna Wo findet die Synthese statt?

15 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS (neben anderen die zur Synthese notwendig sind, die nennenswerten!!) Synthese von a1 und a2 Polypeptidketten (Protokollagenen) Diese Ketten sind wichtig für die Bildung der Tripelhelix! Cave! Jede Polypeptidkette besitzt ihre eigene mrna! d.h.: für Kollagen Typ I: 2 mrna für Kollagen Typ II: 1 mrna Wo findet die Synthese statt? Im FIBROBLASTEN!

16 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS (neben anderen die zur Synthese notwendig sind, die nennenswerten!!) Synthese von a1 und a2 Polypeptidketten (Protokollagenen) Also, der Anfang: AS PROTOKOLLAGEN

17 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS Also, der Anfang: AS PROTOKOLLAGEN PROLIN LYSIN HYDROXYPROLIN HYDROXYLYSIN Wann werden diese beiden AS hydroxyliert!? Die PROLIN-HYDROXYLASE!!

18 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS Also, der Anfang: AS PROTOKOLLAGEN PROLIN LYSIN HYDROXYPROLIN HYDROXYLYSIN Diese beiden AS werden erst NACH ihrem Einbau in die Ketten hydroxyliert!! Die PROLIN-HYDROXYLASE!!

19 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS Also, der Anfang: AS PROTOKOLLAGEN HYDROXYPROLIN HYDROXYLYSIN = HDROXYIERTES PROTOKOLLAGEN

20 PROLIN-HYDROXYLASE: Eine Dioxygenase, die mit Hilfe von molekularem O2 das Substrat hydroxyliert. Dabei geht die eine Hälfte des O2 auf a-ketoglutarat, aus dem dann SUCCINAT wird!! Im aktiven Zentrum findet sich reduziertes Eisen ( Fe ). 2+ Welches Co-Enzym ist hier nötig, um das Eisen im reduzierten Zustand zu bewahren?!

21 GLYCIN und PROLIN als Ausgangs-AS Also, der Anfang: AS PROTOKOLLAGEN PROLIN-HYDROXYLASE 2+ Fe, Damit es auch reduziert bleibt: ASCORBAT+ a-ketoglutarat als Co-Enzyme. ( Mischfunktionelle Hydroxylase DOG ) HYDROXYPROLIN HYDROXYLYSIN = HDROXYIERTES PROTOKOLLAGEN

22 HDROXYIERTES PROTOKOLLAGEN UDP-Galaktose Die Galaktose wird an die OH-Gruppe AS gebunden. PROKOLLAGEN (TRIPELHELIX)

23 HDROXYIERTES PROTOKOLLAGEN UDP-Galaktose GLYKOSYL- TRANSFERASE UDP Die Galaktose wird an die OH-Gruppe des Lysins gebunden. PROKOLLAGEN (TRIPELHELIX) AN WAS ERINNERT UNS DAS???

25 Ausschleusung des Prokollagens aus der Zelle ( nach Abspaltung des Signalpeptids) Dabei sind N-terminalen Peptide durch Disulfidbrücken miteinander verbunden, die der Stabilisierung der Tripelhelix dienen!! EXTRAZELLULÄR: Abspaltung von N- u. C-terminalen Peptiden.

27 Ausschleusung des Prokollagens aus der Zelle ( nach Abspaltung des Signalpeptids) Dabei sind N-terminalen Peptide durch Disulfidbrücken miteinander verbunden, die der Stabilisierung der Tripelhelix dienen!! EXTRAZELLULÄR: Abspaltung von N- u. C-terminalen Peptiden. Aggregation der Prokollagenmoleküle zu löslichem Kollagen.

29 Ausschleusung des Prokollagens aus der Zelle ( nach Abspaltung des Signalpeptids) Dabei sind N-terminalen Peptide durch Disulfidbrücken miteinander verbunden, die der Stabilisierung der Tripelhelix dienen!! EXTRAZELLULÄR: Abspaltung von N- u. C-terminalen Peptiden. Aggregation der Prokollgenmoleküle zu löslichem Kollagen. Ausbildung von Quervernetzungen durch oxidative Desaminierung von E-Aminogruppen von Lysin- u. Hydroxylysinresten und fertig ist das KOLLAGEN.

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