Очищенная коллагена мономер устойчив при низких значениях рН и температуры и образование коллагеновых волокон родной существу включает повышение рН и температуры раствора мономера коллагена. Процедуры для восстановления полосовых коллагеновых волокон из мономеров, существовали на протяжении более 50 лет. Процедура что наши лаборатории, используемые в наших первых исследований с коллагеном 15 лет назад, 7, основанные на процедурах обобщены Чепмена и его сотрудниками в 1986 10. Условия для образования фибрилл коллагена в том, что ранние работы были 0,18 мг / мл коллагена мономера в Na 2 HPO 4 / KH 2 PO 4 (I = 0,2, рН 7,4) буфере при 34 ° C. Недостатком этой и других процедур, которые мы пытались это то, что всегда есть unbanded фибрилл образуется наряду с желаемой диапазонов фибрилл. Наши новые условия ~ 0,3 мг / мл мономера коллагена в 100 фосфата мм и 100 мм KCl при рН 7 оставили при 37 ° С в течение 3-4 часов. ПроцедурамДюре, описанные здесь отличается в каждом аспекте от ранее порядок внесения родной коллагеновых волокон. Но наиболее заметно, мы удвоили ионной силы путем повышения концентрации буфера и добавления 100 мМ KCl. Увеличение ионной силы в более последовательное формирование исключительно объединились коллагеновых волокон.
По нашему опыту, только раз, что эта процедура не дала родного коллагена типа было, когда раствор мономера коллагена было рекомендовано дату прошлого производителем использования. Когда это происходит, то, что наблюдалось в диапазоне от меньше фибрилл, которые все unbanded много фибрилл, но по-прежнему наблюдается преимущественно unbanded. Обратите внимание, что истекший мономера коллагена часто все же быть с успехом использован, чтобы сделать родные коллагена, но когда это не удается, новые мономера коллагена обязательно должны быть приобретены.
FLS впервые выявленных Highberger и др. 17. Коллагена подготовки зачисляются на Orekhovicч и соавт. 18. Дальнейшие исследования привели Highberger и Шмитта к выводу, что это был α1-кислого гликопротеина, что способствует формированию FLS 12. Мы были позже удалось повторить процедуру для принятия FLS коллагена путем объединения имеющихся в продаже мономера коллагена и α1-кислого гликопротеина при низких значениях рН и медленно позволяющий рН возрастет на диализ смеси с водой в течение 24 часов 11. Теперь мы представляем модификацию, что процедуру диализа мономера коллагена от воды первого и просто сочетая его с α1-кислого гликопротеина в воде с образованием FLS коллагена. Условия для FLS коллагена сборки описанных здесь гораздо меньше времени. Мономера коллагена еще нуждается в предварительной диализу против воды, но это может быть сделано в натуральном и затем хранят при температуре 4 ° С стабильно, пока оно используется. Эта новая процедура дает преимущественно FLS диапазонов коллагеновых волокон.
Из нашего опыта, α1-кислотных гликобелка с низким комбинированным содержанием белка и воды, а также вывод выше содержание сахара, имеет решающее значение для успешного делает FLS фибрилл. Мы, как правило, свяжитесь с производителем, что α1-кислого гликопротеина много мы используем комбинированный% белка и содержанием воды 82 или меньше. И как с процедурой родной синтез коллагена, коллаген мономер, который слишком стар, может также привести к неспособности производить FLS коллагена. Кроме того, чистота воды, используемой для диализа имеет решающее значение в этой процедуре. Например, диализ коллагена мономера даже против ~ 8 MΩ.cm, а не> 18 MΩ.cm воды приводит к коллагена решение, которое не будет являться FLS коллагена.
Из трех типов коллагена фибрилл, проще всего сделать это SLS коллагена. Самая ранняя подготовка SLS был описан Шмитт и сотрудников 15. Мы опубликовали адаптации этой процедуре 12 лет назад для изготовления SLS коллагена с использованием коммерчески доступных сбагентств 14. Процедура просто повлекло объединения 2 мг / мл АТФ и 0,5 мг / мл коллагена мономера в 0,05% (V / V) уксусной кислоты при рН 3,5, и оставляя смесь при комнатной температуре в течение ночи.
По нашему опыту, важнейшим аспектом сборка SLS, что должно контролироваться является рН реакционного раствора. SLS собраны в более основных условий (рН 3,6-3,9 ~) результаты в агрегированных скоплений кристаллитов. Более кислой среде (рН 2,9-3,2 ~) приводит к тоньше, разделенных кристаллитов, чем те, собранных в идеальных условиях рН 3.3-3.5. Реакция рН за пределами этого диапазона (<2,8 и> 4) не дают никаких SLS коллагена. В прошлом, мы скорректировали рН реакционной смеси при добавлении уксусной кислоты. Для упрощения процедуры еще дальше, в этой рукописи мы ввели глицин-HCl буфера для контроля рН.
Три различные структуры коллагена формируются из протоколов, описанных выше, имеют характерИСТИК функции, которые могут быть обнаружены только на инструменты, способные нанометровым разрешением. Родные и FLS коллагена характеризуется полосы периодичности ~ 67 нм и ~ 270 нм. Наибольший размер коллагена SLS находится всего в ~ 360 нм. Мы описали в частности, как мы используем AFM для характеристики трех различных структур коллагена. Тем не менее, любой операционной AFM в контакте или прерывистого режима контакт с любым АСМ зонд, имеющий <10 нм радиус должен также быть в состоянии изображении этих коллагеновых структур. Кроме того, электронная микроскопия может быть, и был использован для характеристики этих коллагеновых структур 19.
Основным преимуществом этих процедур является то, что они производят преимущественно желаемого коллагена построить. Только другой формы коллагена, который находится в этих реакций исходного мономера, который часто видно на фоне АСМ-изображений. В случае родным и FLS коллагена, они могут быть легко отделена от большинства unreaИДКТК мономера повторным центрифугированием и промывки полученного родным или FLS коллагена гранул с водой.
Мы представили простые и надежные процедуры для принятия родной, FLS и SLS коллагена с использованием современных, коммерчески доступных исходных материалов. Мономера коллагена используется во всех этих процедур является коммерчески доступным в очищенной форме. α1-кислого гликопротеина и СПС также являются коммерчески доступными.