Purificato monomero collagene è stabile a pH basso e temperatura e la formazione di fibrille di collagene nativo coinvolge essenzialmente aumentare il pH e la temperatura della soluzione di monomero collagene. Le procedure per la ricostituzione di fibrille di collagene a banda di monomeri esistono da più di 50 anni. La procedura che il nostro laboratorio utilizzato nei nostri primi studi con il collagene 15 anni fa 7 è stato sulla base di procedure riassunte da Chapman e collaboratori nel 1986 10. Le condizioni per la formazione di fibrille di collagene che in lavori precedenti erano 0,18 mg / ml di collagene monomero in Na 2 HPO 4 / KH 2 PO 4 (I = 0,2, pH 7,4) tampone a 34 ° C. L'inconveniente di questa e di altre procedure che abbiamo provato è che ci sono sempre unbanded fibrille formate lungo le fibrille desiderati banda. Le nostre nuove condizioni sono ~ 0,3 mg / ml di collagene monomero fosfato in 100 mM e 100 mM KCl a pH 7 sinistra a 37 ° C per 3-4 ore. La procedura didure descritte nel presente documento si differenzia in ogni aspetto dalla procedura precedente per fare fibrille di collagene nativo. Ma la maggior parte notevolmente, abbiamo raddoppiato la forza ionica, aumentando la concentrazione del tampone e l'aggiunta di 100 mM KCl. L'aumento della forza ionica in formazione più coerente delle fibrille di collagene esclusivamente fasciato.
Nella nostra esperienza, le uniche volte che tale procedura non ha prodotto collagene nativo tipo di prodotto era quando la soluzione di monomeri di collagene era oltre la data consigliata dal costruttore, di utilizzo. In questo caso, ciò che si osserva varia da meno fibrille che sono tutti unbanded a fibrille molti ancora accertate ma prevalentemente unbanded. Si noti che monomero collagene scaduti spesso può ancora essere usato con successo per fare collagene nativo, ma quando fallisce, monomero nuovo collagene dovrebbe assolutamente essere acquistato.
FLS è stato identificato da Highberger et al 17. In preparati di collagene accreditati Orekhovich et al. 18. Ulteriori studi ha portato Highberger e Schmitt a concludere che si trattava di α1-glicoproteina acida, che promuove la formazione di FLS 12. Siamo stati poi in grado di replicare la procedura relativa alle collagene FLS combinando monomero collagene disponibile in commercio e α1-glicoproteina acida a pH basso e lentamente consentendo il pH ad aumentare di dialisi la miscela contro l'acqua per 24 ore 11. Presentiamo ora una modifica di tale procedura da dialisi monomero collagene contro acqua prima e semplicemente la combinazione con α1-glicoproteina acida in acqua per formare collagene FLS. Le condizioni per il collagene FLS montaggio qui descritte sono molto meno tempo. Il monomero collagene deve ancora essere pre-dializzato contro acqua, ma può essere fatto in massa e poi conservate a 4 ° C fino a quando non viene stabilmente utilizzato. Questo produce nuova procedura FLS prevalentemente fibrille di collagene a banda.
Dalla nostra esperienza, α1-acido glicoproteina con un più basso contenuto proteico combinata e acqua, e dal contenuto di zuccheri inferenza maggiore, è fondamentale per effettuare correttamente fibrille FLS. Noi di solito verificare con il produttore che l'α1-glicoproteina acida molto che usiamo ha un combinato% di contenuto di proteine e di acqua di 82 o meno. E come con la procedura per la sintesi del collagene nativo, monomero collagene che è troppo vecchio può anche comportare la mancata produzione di collagene FLS. Inoltre, la purezza dell'acqua utilizzata per la dialisi è critico in questa procedura. Ad esempio, la dialisi contro collagene di monomero anche ~ 8 MΩ.cm anziché> 18 risultati MΩ.cm acqua in una soluzione di collagene che non si formerà collagene FLS.
Dei tre tipi di fibrille di collagene, il più facile da fare è il collagene SLS. La prima preparazione di SLS è stato descritto da Schmitt e collaboratori 15. Abbiamo pubblicato un adattamento di tale procedura 12 anni fa per la produzione di collagene SLS utilizzando coll disponibile in commercioagen 14. La procedura comporta semplicemente combinando 2 mg / ml ATP e 0,5 mg / ml di collagene nel monomero 0,05% (v / v) di acido acetico a pH 3,5, e lasciando la miscela a temperatura ambiente per una notte.
Nella nostra esperienza, l'aspetto critico di assemblaggio SLS che deve essere controllato è il pH della soluzione di reazione. SLS assemblati in più condizioni di base (~ pH 3,6-3,9) si traduce in ciuffi di aggregati cristallini. Condizioni più acide (pH ~ 2,9-3,2) si traduce in più sottili, cristalliti più separati rispetto a quelli montati nelle condizioni ideali di pH 3,3-3,5. PH di reazione fuori di questo intervallo (<2.8 e> 4) non danno alcun collagene SLS. In passato, abbiamo regolato il pH della miscela di reazione per aggiunta di acido acetico. Per semplificare la procedura ulteriormente, in questo manoscritto abbiamo introdotto una glicina-HCl per controllare il pH.
Le tre strutture di collagene diverse formate dai protocolli sopra descritti hanno caratterecaratteristiche teristiche che possono essere individuate da strumenti in grado di risoluzione nanometrica. Collagene nativo e FLS sono caratterizzati da bande periodicità di ~ 67 nm e circa 270 nm. La dimensione maggiore di collagene SLS è solo ~ 360 nm. Abbiamo descritto in particolare il modo in cui utilizzare un AFM per caratterizzare le tre strutture diverse di collagene. Tuttavia, qualsiasi operativo AFM a contatto o modalità contatto intermittente con qualsiasi sonda AFM avente <10 nm raggio dovrebbero anche essere in grado di immagine queste strutture collagene. Inoltre, microscopia elettronica può essere ed è stato utilizzato per caratterizzare tali strutture collagene 19.
Il principale vantaggio di queste procedure è che essi producono principalmente collagene desiderato costruire. L'unica altra forma di collagene che si trova in queste reazioni è il monomero di partenza, che spesso è visibile sullo sfondo delle immagini AFM. Nel caso di collagene nativo e FLS, possono essere facilmente separato dalla maggior parte del unreamonomero CTED per centrifugazione e lavaggio ripetuto del nativo risultante o FLS collagene pellet con acqua.
Abbiamo presentato procedure semplici e affidabili per rendere nativi, FLS e collagene SLS utilizzando avanzati, materiali di partenza commercialmente disponibili. Il monomero collagene utilizzato in tutte queste procedure è disponibile in commercio in una forma purificata. α1-glicoproteina acida e ATP sono entrambi disponibili in commercio.