2.細(xì)胞外膠原纖維成熟階段
分泌到細(xì)胞外的溶膠原由內(nèi)切酶作用，水解N—末端和C—末端的附加肽鏈，形成原膠原蛋白，原膠原分子可在中性pH條件下，借分子間各部分不同電荷的相互吸引而自動(dòng)聚合成膠原纖維，此種聚合不穩(wěn)定，經(jīng)共價(jià)交聯(lián)成網(wǎng)使之進(jìn)一步固定。
膠原纖維的共價(jià)交聯(lián)由賴(lài)氨酸氧化酶(lysyl oxidase)催化，此酶含Cu++，是參與交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程的唯一酶，能將賴(lài)氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿┵?lài)氨酸(allysine)ε－醛賴(lài)氨酸與另一α－肽鏈的ε賴(lài)氨酸醛醛縮合生成ε－醛賴(lài)氨酸醛酸（Allysine aldol)，再與組氨酸反應(yīng)生成醇醛組氨酸(aldol histidine)，后者再與5－羥賴(lài)氨酸進(jìn)行醛胺縮合形成希夫堿結(jié)構(gòu)(圖13－9)可使4條α－肽鏈間共價(jià)交聯(lián)。
通過(guò)共價(jià)交聯(lián)，膠原微纖維的張力加強(qiáng)，韌性增大，溶解度降低，最終形成不溶性的膠原纖維。
圖13－9 膠原纖維的交聯(lián)過(guò)程
膠原蛋白分子共價(jià)交聯(lián)對(duì)膠原正常功能有重要意義。例如人或動(dòng)物進(jìn)食山藜豆所致的山藜豆中毒(lathyrivsm)表現(xiàn)為嚴(yán)重的骨、關(guān)節(jié)及大血管壁的異常，其發(fā)病即因?yàn)樯睫级苟舅卅隆被?β—mino propionitrile)
與賴(lài)氨酸氧化酶活性位點(diǎn)共價(jià)結(jié)合而使之失活，從而導(dǎo)致膠原纖維變脆弱。
膠原蛋白與許多人類(lèi)疾病相關(guān)。如骨形成不全(osteogenesis imperfecta)或稱(chēng)脆骨病(brittle bone diesease)，即是由于膠原蛋白生物合成或轉(zhuǎn)錄后的修飾作用障礙所致�，F(xiàn)已清楚是由于I型膠原突變所致，據(jù)突變發(fā)生的位置及性質(zhì)不同，發(fā)病的嚴(yán)重性亦不同。此外，有些膠原性疾病涉及多種膠原合成紊亂或合成過(guò)程中酶(如賴(lài)氨酸羥化酶，賴(lài)氨酸氧化酶)活性的異常。如EhlersDanlos綜合癥即有10種以上不同膠原的缺陷，其癥狀主要為關(guān)節(jié)過(guò)度伸張，皮膚彈性增高、脆弱，血管脆弱及外傷后皮下粘蛋白或皮下脂肪小結(jié)形成等，又被稱(chēng)為“印第安橡皮人”(Indiarubber man)。
三、膠原的分解代謝
膠原纖維由于廣泛的共價(jià)交聯(lián)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易被一般蛋白酶水解。體內(nèi)有特異作用于膠原的膠原酶(calagenase)，對(duì)其分解起關(guān)鍵作用。此酶在N椂嗽?/4處切斷原膠原，切斷后的碎片可自動(dòng)變性，經(jīng)細(xì)胞外非特異性蛋白酶及肽酶水解或被細(xì)胞吞噬后由溶酶體酶進(jìn)一步分解，形成小分子寡肽或游離氨基酸。
膠原酶在某些修復(fù)或再生組織如分娩后子宮、重建的骨組織以及愈合的傷口等含量較高，Ca++為其激活劑。血清中α2巨球蛋白能與膠原酶結(jié)合而抑制其活性。膠原酶對(duì)溫度十分敏感，36℃時(shí)酶活性比30℃大10倍。炎癥局部溫度升高，可能因此加速膠原分解。
膠原分解后產(chǎn)生的寡肽及氨基酸中均含有羥脯氨酸，這在其它蛋白分解產(chǎn)物中少見(jiàn)。因而測(cè)定尿中羥脯氨酸或含羥脯氨酸的短肽的含量，可作為判斷體內(nèi)膠原分解的指標(biāo)。
