27.11: Kolagen typu IV blaszki podstawnej

Kolagen typu IV to kolagen tworzący sieć o długości 400 nm, który działa jako bariera pomiędzy komórkami nabłonkowymi i śródbłonkowymi. Kolagen typu IV tworzy szkielet błony podstawnej poprzez rusztowanie z lamininą, entaktyną, proteoglikanami i fibronektyną. Oprócz zapewniania strukturalnego wsparcia błonie podstawnej, pomaga także w uwalnianiu potencjałów sygnalizacyjnych niezbędnych zarówno do funkcji patologicznych, jak i fizjologicznych.

Cząsteczka kolagenu typu IV ma sześć łańcuchów alfa, które mogą występować w co najmniej trzech heterotrimerycznych konfiguracjach potrójnej helisy, tj. [α1(IV)]2α2(IV), [α3(IV)]2α4(IV) i [α5(IV)]2α6(IV). Łańcuch alfa składa się z bogatej w cysteinę N-końcowej domeny S, długiej potrójnej domeny helikalnej z powtórzeniami Gly – X – Y i kulistej domeny C-końcowej zawierającej około 230 aminokwasów. Te włókna kolagenowe mogą tworzyć dimer poprzez interakcje typu „głowa do głowy” lub tetramer poprzez interakcje „ogon do ogona”.

Mutacja genów odpowiedzialnych za kodowanie kolagenu typu IV, takich jak COL4A5, może prowadzić do zespołu Alporta. W tym zespole błona podstawna kłębuszków nerkowych staje się cieńsza i ostatecznie tworzy pęknięcia. Choroba ta charakteryzuje się problemami z nerkami, utratą słuchu i nieprawidłowościami oczu. Nadmierne odkładanie się kolagenu IV w wątrobie może prowadzić do zwłóknienia i marskości wątroby. Zapalenie komórek wątroby aktywuje komórki Kupffera do uwalniania mediatorów fibrogenicznych, co ostatecznie skutkuje zwiększonym wydzielaniem białek macierzy zewnątrzkomórkowej.

Kolageny typu IV to kolageny niefibrylarne lub tworzące sieć, które znajdują się głównie w blaszce podstawnej.

Typowy kolagen typu IV to struktura potrójnej helisy o długości 400 nm, przerywana kilkoma obszarami niehelikalnymi, które dodają elastyczności cząsteczce.

Na N-końcu ma małą domenę kulistą, podczas gdy duża domena kulista jest obecna na C-końcu.

Poprzez te końcowe domeny kuliste, włókna kolagenowe mogą łączyć się ze sobą poprzez interakcje głowa w głowę tworzące dimer; i interakcje ogon-ogon tworzący tetramer. Włókna łączą się również poprzez interakcje boczne między obszarami potrójnej helisy.

Takie złożone asocjacje mogą tworzyć dwuwymiarową, nieregularną sieć, która zapewnia wytrzymałość na rozciąganie blaszki podstawnej.

Sieć ta łączy się z siecią lamininy i innymi glikoproteinami, takimi jak perlekan i entaktyna, w celu zbudowania kompletnej blaszki podstawnej.