27.11: 基底层 IV 型胶原蛋白

IV 型胶原蛋白是一种 400 nm 长、形成网络的胶原蛋白，它作为上皮细胞和内皮细胞之间的屏障。IV 型胶原蛋白通过层粘连蛋白、内动蛋白、蛋白聚糖和纤连蛋白的支架共同形成基底膜的骨架。除了为基底膜提供结构支撑外，它还有助于产生病理和生理功能所需的信号电位。

IV型胶原蛋白分子具有六个α链，这些α链可以以至少三个异源三聚体三螺旋构型存在，即[α1(IV)]2α2(IV)、[α3(IV)]2α4(IV)和[α5(IV)]2α6(IV)。α 链由富含半胱氨酸的 N 端 S 结构域、具有 Gly-X-Y 重复序列的长三螺旋结构域和包含约 230 个氨基酸的球状 C 端结构域组成。这些胶原纤维可以通过头对头相互作用形成二聚体，或通过尾对尾相互作用形成四聚体。

负责编码 IV 型胶原蛋白的基因（例如 COL4A5）的突变可导致阿尔波特综合征。在这种综合征中，肾小球基底膜变薄并最终形成裂隙。这种疾病的特点是肾脏问题、听力损失和眼睛异常。IV型胶原蛋白在肝脏中的过度沉积可能导致肝纤维化和肝硬化。肝细胞的炎症激活库普弗细胞释放成纤维细胞介质，最终导致细胞外基质蛋白的分泌增加。

IV 型胶原蛋白是非原纤维或形成网络的胶原蛋白，主要存在于基底层中。

典型的 IV 型胶原蛋白是一种 400 nm 长的三螺旋结构，被几个非螺旋区域打断，增加了分子的柔韧性。

在 N 端，它有一个小的球状结构域，而一个大的球状结构域存在于 C 端。

通过这些末端球状结构域，胶原纤维可以通过头对头相互作用形成二聚体而相互结合;尾对尾相互作用形成四聚体。纤维还通过三螺旋区域之间的横向相互作用结合。

这种复杂的关联可以形成一个二维的不规则网络，为基底层提供抗拉强度。

该网络进一步与层粘连蛋白晶格和其他糖蛋白（如 perlecan 和 entactin）连接，以构建完整的基底层。