Трансмембранные коллагены

Коллагены типов XIII, XVII, XXIII и XXV входят в группу так называемых трансмембранных белков коллагенового типа. Такие белки выполняют двойную функцию — служат в качестве поверхностноклеточных рецепторов и являются частью внеклеточного матрикса. Их внеклеточные домены, отделяемые от молекулы путём протеолиза, могут выступать в роли растворимых сигнальных молекул. Трансмембранные коллагены имеют широкое распространение и участвуют в клеточной адгезии, эпителиально-мезенхимных взаимодействиях в ходе морфогенеза, нервно-мышечной передаче, защите против микроорганизмов. Молекула коллагенов типов XIII,XVII, XXIII и XXV содержит участок, образованный тройной спиралью, ограниченный неспиральными участками. Все трансмембранные белки коллагенового типа — тримеры, образованные полипептидными -цепями. Они содержат внутриклеточный N–конец, один трансмембранный домен и крупный внеклеточный C-конец.

 Коллаген типа XIII широко распространён в тканях. Молекула содержит небольшой цитоплазматический домен и крупный эктодомен с многочисленными последовательностями коллагенового типа. Основная часть эктодомена состоит из трёх участков коллагенового типа, COL1–3, и коротких неколлагеновых фрагментовNC1–4. Коллаген XIII типа экспрессируется в области межклеточных и фокальных адгезионных контактов, взаимодействует с интегрином 11, фибронектином, нидогеном, перлеканом, гепарином.

 Коллаген типа XVII (COL17A1) (BP180) первоначально был идентифицирован как Аг буллёзного пемфигоида 180 кД, входит в состав полудесмосом, опосредуя адгезию клеток (кератиноцитов эпидермиса) к подлежащей базальной мембране. Цитоплазматический N–конец 1-цепей локализован в цитоплазматической пластинке полудесмосомы, а внеклеточный домен локализуется в области якорных волокон в зоне базальной мембраны. Внутриклеточный домен, короткий трансмембранный участок и внеклеточный фрагмент содержат по 466, 23 и 1008 аминокислот, соответственно. Эктодомен содержит 15 коллагенового типа (COL1–COL15) и 16 неколлагенового типа (NC1–NC16) последовательностей. Внутриклеточными лигандами для коллагена XVIIтипа являются 4-интегрин, BP230, плектин, а внеклеточными — 6-интегрин, ламинин-5 якорных волокон. Мутация гена (известно более 50 мутаций COL17A1) приводит к отсутствию или структурным нарушениям коллагена и развитию буллёзного эпидермолиза (junctional epidermolysis bullosa, JEB), кожному заболеванию с различными клиническими проявлениями. Морфологически — рудиментарные полудесмосомы, снижение адгезии эпидермиса и его отделение от соединительной ткани дермы. Клинически проявляется в образовании волдырей, эрозий кожи и слизистых оболочек, дистрофии ногтей, потере волос, зубных аномалиях. Пемфигоиды — гетерогенная группа аутоиммунных заболеваний кожи, вызываемых тканевосвязанными и циркулирующими аутоантителами к коллагену XVII типа. Большинство иммунодоминантных эпитопов находится в домене NC16A. Связывание аутоантител нарушает адгезивные функции коллагена, и это (вместе с воспалением) приводит к отделению эпидермиса от дермы и образованию волдырей.

 Коллаген типа XXIII — полипептид из 540 аминокислот, содержит цитоплазматический N–концевой домен из 24 аминокислот, трансмембранный участок и внеклеточный фрагмент из 481 аминокислоты, содержащий 3 коллагенового типа домена. Экспрессируется в плаценте, коже, почке, нейронах. Функция неясна.

 Коллаген типа XXV (CLAC-P, Collagen-Like Alzheimer amyloid plaque Component Precursor) продуцируется исключительно нейронами. Ген COL25A1 кодирует полипептид, состоящий из 654 аминокислот. Структурно гомологичен коллагенам типов XIII и XXIII, во внеклеточном домене содержит 3 больших коллагенового типа субдомена. Коллаген типа XXV связывает и стабилизирует агрегаты -амилоидного белка, участвуя в -амилоидогенезе и дегенерации нейронов при болезни Альцхаймера.

Таблица 6-11. Распределение коллагена в тканях и органах