Gezuiverd collageen monomeer stabiel bij lage pH en temperatuur en de vorming van natief collageen fibrillen hoofdzakelijk bestaat verhogen van de pH en temperatuur van de collageen monomeeroplossing. Procedures voor de reconstitutie van gestreepte collageen fibrillen uit monomeren bestaan al meer dan 50 jaar. De procedure die ons laboratorium in de eerste studies met collageen 15 jaar geleden 7 is gebaseerd op procedures samengevat door Chapman en medewerkers in 1986 10. De voor collageen fibrilvorming in die eerdere werk waren 0,18 mg / ml collageen in monomeer Na 2 HPO 4 / KH 2PO 4 (I = 0,2, pH 7,4) buffer bij 34 ° C. Het nadeel van deze en andere procedures die we hebben geprobeerd is dat er altijd unbanded fibrillen gevormd naast de gewenste gestreepte fibrillen. Onze nieuwe condities ~ 0,3 mg / ml collageen monomeer in 100 mM fosfaat en 100 mM KCl bij pH 7 op 37 ° C gedurende 3-4 uur. De proceduredure beschreven verschilt in elk aspect van de eerdere procedure voor het natieve collageenvezels. Maar het meest opvallend, hebben we verdubbeld de ionsterkte door verhoging van de bufferconcentratie en met 100 mM KCl. De toename in ionsterkte resulteert in meer consistente vorming van uitsluitend gestreept collageenfibrillen.
In onze ervaring, de enige keer dat deze procedure niet heeft eigen type collageen was toen de collageen monomeer oplossing was voorbij door de fabrikant aanbevolen datum van gebruik. Wanneer dit gebeurt, is wat waargenomen varieert van minder fibrillen die allemaal unbanded veel fibrillen nog steeds waargenomen maar overwegend unbanded. Merk op dat verlopen collageen monomeer kan vaak nog met succes worden gebruikt om inheemse collageen te maken, maar als het niet lukt, nieuw collageen monomeer moet zeker worden gekocht.
FLS werd voor het eerst geïdentificeerd door Highberger et al.. 17 in collageen voorbereidingen bijgeschreven op Orekhovich et al.. 18. Verdere studies leidde Highberger en Schmitt om te concluderen dat het α1-zuur glycoproteïne, dat de vorming van FLS 12 bevordert. We waren in staat om later de procedure voor het maken repliceren FLS collageen door het combineren van in de handel verkrijgbare collageen monomeer en α1-zuur glycoproteïne bij lage pH en langzaam waardoor de pH te stijgen door dialyseren tegen water het mengsel gedurende 24 uur 11. Presenteren we nu een wijziging van die procedure door dialyseren het collageen monomeer tegen water eerst en eenvoudig te combineren met α1-zuur glycoproteïne in water om FLS collageen te vormen. De voorwaarden voor FLS collageen montage beschreven veel minder tijdrovend. Het collageen monomeer moet nog vooraf worden gedialyseerd tegen water, maar het kan in bulk en vervolgens opgeslagen bij 4 ° C stabiel totdat het wordt gebruikt. Deze nieuwe procedure levert FLS voornamelijk gestreepte collageenvezels.
Vanuit onze ervaring, α1-zuur glycoeiwit met een lagere gecombineerde eiwitten en het watergehalte, en door gevolgtrekking hoger suikergehalte, is van cruciaal belang voor het succesvol maken van FLS fibrillen. We meestal met de fabrikant dat de α1-zuur glycoproteïne veel dat we gebruik maken van een gecombineerde% eiwit en het watergehalte van 82 of minder heeft. En als de procedure voor natief collageen, collageen monomeer dat te oud is kan ook resulteren in het feit dat FLS collageen. Bovendien is de zuiverheid van het water voor de dialyse is essentieel in deze procedure. Bijvoorbeeld dialyse van collageen monomeer zelfs tegen ~ 8 MΩ.cm plaats> 18 MΩ.cm water resulteert in een collageenoplossing die niet zullen FLS collageen.
Van de drie collageen fibrillen vormen, het makkelijkst te maken is SLS collageen. De vroegste bereiding van SLS werd door Schmitt en medewerkers 15. Publiceerden we een aanpassing van deze procedure 12 jaar geleden voor het maken van SLS collageen met behulp van in de handel verkrijgbare collagen 14. Het eenvoudigweg gepaard combineren van 2 mg / ml ATP en 0,5 mg / ml collageen in monomeer 0,05% (v / v) azijnzuur bij pH 3,5, en laat het mengsel bij kamertemperatuur geroerd.
In onze ervaring, de kritische aspect van SLS samenstelling die moet worden beheerst de pH van de reactieoplossing. SLS geassembleerd in meer basisvoorwaarden (~ pH 3.6 tot 3,9) resulteert in geaggregeerde groepjes van kristallieten. Meer zure omstandigheden (pH ~ 2.9-3.2) resulteert in dunnere, meer gescheiden kristallieten dan die gemonteerd onder de ideale omstandigheden van pH 3,3-3.5. Reactie pH buiten dit bereik (<2.8 en> 4) geen enkel element SLS collageen. In het verleden hebben we bijgesteld de pH van het reactiemengsel door toevoeging van azijnzuur. De procedure nog verder te vereenvoudigen, in dit manuscript wij een glycine-HCl buffer om de pH te controleren.
De drie verschillende collageen structuren gevormd uit de hierboven beschreven protocollen hebben karakterrealistische functies die alleen kan worden onderscheiden door de instrumenten die in staat van nanometer resolutie. Inheemse en FLS collageen worden gekenmerkt door strepen periodiciteiten van ~ 67 nm en ~ 270 nm. De langste afmeting van SLS collageen slechts ~ 360 nm. We hebben specifiek beschreven hoe we een AFM gebruiken om de drie collageenstructuren karakteriseren. Daarbij moet echter niet AFM die in contact of intermitterend contact functie met AFM probe met <10 nm radius ook kunnen deze afbeelding collageenstructuren. Bovendien kunnen elektronenmicroscopie zijn en is gebruikt om karakteriseren collageenstructuren 19.
Het grote voordeel van deze procedures is dat zij overwegend de gewenste collageen construeren. De enige andere vorm van collageen die in deze reacties is het uitgangsmonomeer, die vaak zichtbaar op de achtergrond van de AFM afbeeldingen. In het geval van natuurlijke en FLS collageen, kunnen ze gemakkelijk worden gescheiden van de meeste unreaCTED monomeer door herhaalde centrifugeren en wassen van de resulterende natieve of FLS collageen pellet met water.
We hebben gepresenteerd eenvoudige en betrouwbare procedures voor het maken van native, FLS en SLS collageen met behulp van geavanceerde, commercieel verkrijgbare uitgangsmaterialen. Het collageen monomeer dat in al deze procedures is commercieel verkrijgbaar in een gezuiverde vorm. α1-zuur glycoproteïne en ATP zijn ook beide in de handel verkrijgbaar.