27.11: Collagene di tipo IV della lamina basale

Il collagene di tipo IV è un collagene lungo 400 nm, che forma una rete che funge da barriera tra le cellule epiteliali ed endoteliali. Il collagene di tipo IV forma la spina dorsale della membrana basale mediante impalcatura con laminina, entattina, proteoglicani e fibronectina. Oltre a fornire supporto strutturale alla membrana basale, aiuta anche a coinvolgere i potenziali di segnalazione necessari per le funzioni patologiche e fisiologiche.

Una molecola di collagene di tipo IV ha sei catene alfa che possono esistere in almeno tre configurazioni etero-trimeriche a tripla elica, vale a dire [α1(IV)]2α2(IV), [α3(IV)]2α4(IV) e [α5(IV)]2α6(IV). La catena alfa è composta da un dominio S N-terminale ricco di cisteina, un lungo dominio a tripla elica con ripetizioni Gly-X-Y e un dominio C-terminale globulare contenente circa 230 amminoacidi. Queste fibre di collagene possono formare un dimero tramite interazioni testa-testa o un tetramero tramite interazioni coda-coda.

La mutazione dei geni responsabili della codifica del collagene di tipo IV, come COL4A5, può portare alla sindrome di Alport. In questa sindrome, la membrana basale glomerulare si assottiglia e alla fine forma fessure. Questa malattia è caratterizzata da problemi renali, perdita dell'udito e anomalie oculari. Un'eccessiva deposizione di collagene IV nel fegato può portare a fibrosi epatica e cirrosi. L'infiammazione delle cellule epatiche attiva le cellule di Kupffer per rilasciare mediatori fibrogenici, che alla fine si traduce in un aumento della secrezione di proteine della matrice extracellulare.

I collageni di tipo IV sono collageni non fibrillari o che formano reti che si trovano principalmente nella lamina basale.

Un tipico collagene di tipo IV è una struttura a tripla elica lunga 400 nm interrotta da diverse regioni non elicoidali che aggiungono flessibilità alla molecola.

Al N-terminale, ha un piccolo dominio globulare, mentre un grande dominio globulare è presente al C-terminale.

Attraverso questi domini globulari terminali, le fibre di collagene possono associarsi tra loro attraverso interazioni testa a testa che formano un dimero e interazioni coda-coda che formano un tetramero. Le fibre si associano anche per interazioni laterali tra le regioni a tripla elica.

Tali associazioni complesse possono formare una rete irregolare bidimensionale, che fornisce resistenza alla trazione alla lamina basale.

Questa rete si collega ulteriormente con il reticolo della laminina e altre glicoproteine come il perlecano e l'entattina, per costruire una lamina basale completa.