膠原蛋白(Collagen)

膠原蛋白(Collagen)是人體的一種非常重要的蛋白質，主要存在於結締組織中。它具有很強的伸張能力，是韌帶和肌鍵的主要成份，膠原蛋白還是細胞外基質的主要組成成分。它使皮膚保持彈性，而膠原蛋白的老化，則使皮膚出現皺紋。膠原蛋白亦是眼睛角膜的主要成份，但以結晶形式組成。
資料來源：維基百科

A. 是一種醣蛋白（glycoprotein）
B. 具超螺旋結構（Superhelix structure）→超螺旋結構（Superhelix structure）只存在於膠原蛋白（Collagen）中
C. 為一種結締組織蛋白，是哺乳類動物體內含量最多的蛋白質，是許多組織中主要纖維絲的部分
D. 由每條約含1000 個Amino Acid 的三條多胜肽組成，每一條左旋的鏈互相纏繞成右旋的超螺旋體
E. Tropocollagen（原膠原蛋白）與球蛋白不同之處是其Amino Acid的組成是規則的，除了兩端最後的20 個胺基酸外。即通常每三個殘基必有Gly 出現，且其後通常是Pro
如： -Gly-Pro-Met-Gly-Pro-Arg-Gly-Leu-Hyp
F.每一個turn(圈)含有三個胺基酸殘基。 膠原蛋白（collagen）是脊椎動物體內含量最豐富的蛋白質，在人體內約佔蛋白質的1/3。它主要存在於結締組織（connective tissue，註1）中的細胞外間質（extracellular matrix, ECM）。細胞外間質環繞在細胞外圍，由醣蛋白、蛋白纖維等蛋白質構成，是細胞與細胞之間的支架，類似鋼筋混凝土，而膠原蛋白是屬於纖維性的蛋白，作用如同鋼筋混凝土中的鋼筋。


資料來源：科學人




膠原蛋白（collagen）呈現三股螺旋(triple helix)，每個次單位約有1050個胺基酸，長度約為300 nm。在不同的次單位之間，有大約67 nm 的空隙。
資料來源：美國麻省理工學院

2. 膠原蛋白內胺基酸的修飾作用
A. 膠原蛋白內的胺基酸進行氫氧化（hydroxylation）→氫鍵數增加→維持結構的緊密→膠原蛋白更穩定
<e.g> Proline 可在3 號或4 號碳上進行氫氧化，而Lysine 可在5 號碳上進行氫氧化

B. 酵素在催化氫氧化的過程中，需要Vitamin C，若Vitamin C不足-->氫氧化不完全-->膠原蛋白的合成出現問題，此即為壞血病（scurvy）之成因，故Vitamin C又稱抗壞血酸（Ascorbic acid）

C. Allysine的形成
a. 將Lysine最末端的胺基轉換成醛基
b. 此方式對膠原蛋白共價鍵結的形成十分重要
有的是由三條完全相同之α-chain所組成（如Type II），有的三條α-chain完全不同（如Type VI），有的則是兩條相同而另一條不同，Type I便屬於這一種。體內不同部位組織蘊藏不同含量及型態的膠原蛋白。
資料來源：活力藥師網
E. 膠原蛋白內的共價鍵結

Lysinonorleucine cross-link	Aldol cross-link
a. 兩個lysine兩端其中一個NH3+經lysyl amino oxidase的催化後轉換成CHO（醛基） b. 脫水形成Schiff base，-N=C-還原成-N-C c. 形成一個似lysine;另一個似leucine的cross-link	a. 兩個lysine兩端的NH3+經lysyl amino oxidase的催化後轉換成CHO（醛基） b. 再進行aldol condensation形成共價鍵結

F. 彈力素/彈力蛋白（Elastin）：由鏈鎖素共價鍵結形成

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