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結合組織と細胞外マトリックス

結合組織と細胞外マトリックス. 細胞外マトリックス. コラーゲン エラスチン プロテオグリカン 接着性たんぱく（ファイブロネクチン，ラミニン） 細胞膜受容体（細胞外マトリックスと結合） インテグリン 細胞同士の結合に関わる細胞膜受容体 カドヘリン： カルシウム依存性接着たんぱく CAM ( Ｃｅｌｌ　Ａｄｈｅｓｉｏｎ　Ｍｏｌｅｃｕｌｅ ) ： 　　　　カルシウムに依存しない接着たんぱく. コラーゲン繊維（コラーゲン分子の集合体）. コラーゲン分子同士は共有結合（架橋結合）しているので物理的強度が高く不溶性となる. コラーゲン分子の特徴.

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結合組織と細胞外マトリックス

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Presentation Transcript

  1. 結合組織と細胞外マトリックス

  2. 細胞外マトリックス • コラーゲン • エラスチン • プロテオグリカン • 接着性たんぱく（ファイブロネクチン，ラミニン） • 細胞膜受容体（細胞外マトリックスと結合） • インテグリン • 細胞同士の結合に関わる細胞膜受容体 • カドヘリン：カルシウム依存性接着たんぱく • CAM (Ｃｅｌｌ　Ａｄｈｅｓｉｏｎ　Ｍｏｌｅｃｕｌｅ)： 　　　　カルシウムに依存しない接着たんぱく

  3. コラーゲン繊維（コラーゲン分子の集合体）

  4. コラーゲン分子同士は共有結合（架橋結合）しているので物理的強度が高く不溶性となるコラーゲン分子同士は共有結合（架橋結合）しているので物理的強度が高く不溶性となる

  5. コラーゲン分子の特徴 • ヘリックス部分はGly-X-Yの繰り返し構造 • グリシンが全アミノ酸の３０％を占める • イミノ酸（Pro, Hypro)が全アミノ酸の２０％以上を占める • Hypro, Hylysが存在する（Ｈｙｐｒｏはエラスチンにも存在するがＨｙｌｙｓはコラーゲンのみ） • Arg+Lys>Asp+GluなのでｐIがアルカリ性 • 疎水性アミノ酸が少ない

  6. Hypro, Hylysの存在意義 • Hypro • コラーゲンヘリックスの安定性を高める　　（プロリンも同様） • Hylys • コラーゲン分子間の架橋結合を形成

  7. OH OH

  8. コラーゲン分子の生合成 コラーゲンの生合成

  9. 細胞内で3本のペプチド鎖が重合してヘリックス構造を形成（プロコラーゲンの合成）細胞内で3本のペプチド鎖が重合してヘリックス構造を形成（プロコラーゲンの合成） • プロコラーゲンの細胞外への分泌 • プロコラーゲンからプロペプチドが切り離されてコラーゲン分子の生成 • コラーゲン分子は重合してコラーゲン原線維，コラーゲン線維の形成 • コラーゲン分子間に架橋結合の形成

  10. スタッガーモデル • コラーゲン分子は重合の際約1/4分子づつずれて配置し架橋結合される • 縞模様ができる原因となる

  11. コラーゲンの種類 • Ⅰ型コラーゲン • 結合組織，骨，歯，歯周組織の主な繊維性たんぱく（ • Ⅱ型コラーゲン • 軟骨の主な線維性たんぱく • Ⅸ型コラーゲンと結合している • Ⅳ型コラーゲン • 基底膜を構成するタンパクで網目状に配列する • ⅩⅧ型コラーゲン：血管基底膜に存在，エンドスタチンの生成

  12. Ⅸ型コラーゲンとⅡ型コラーゲンの共存 Ⅱ型コラーゲンからなる繊維の配列，径を決める

  13. Ⅳ型コラーゲンは基底膜を形成する 上皮細胞は基底膜に固定されている

  14. 基底膜とⅣ型コラーゲン Ⅳ型コラーゲンにはプロテオグリカンを介してラミニンが結合している 15/29

  15. ラミニン（Ⅳ型コラーゲンに結合） 上皮細胞を基底膜に固定している

  16. エラスチン • 線維性たんぱくで組織に弾性を与えている • 大動脈弓など力がかかる部分に多く存在 • エラスチン分子同士はデスモシンと呼ばれる架橋結合で結ばれている

  17. コラーゲンの分解 • ペプシン • 酸性条件下でプロペプチド部分が切り離される．その結果コラーゲン分子間の架橋結合が消失する • 細菌性コラーゲナーゼ • Ｇｌｙの横で切断するのでコラーゲンが分解される • 動物性コラーゲナーゼ • 限定された部位を切断する

  18. プロテオグリカン 結合組織を構成する基質

  19. 軟骨の基質は大部分がプロテオグリカンでできている軟骨の基質は大部分がプロテオグリカンでできている 20/29

  20. プロテオグリカン ヒアルロン酸 • 多数のグリコサミノグリカン鎖が１本のコアたんぱくに結合したもの • 組織内ではヒアルロン酸（グリコサミノグリカン）に多数のプロテオグリカンが結合した複合体を形成している プロテオグリカン

  21. グリコサミノグリカン ウロン酸 アミノ糖 • グリコサミノグリカンはアミノ糖とウロン酸の繰り返し構造からなる • ウロン酸のカルボキシル基やアミノ糖の硫酸基により水分子を結合している • ヒアルロン酸を構成するアミノ糖には硫酸基がない

  22. プロテオグリカンのグリコサミノグリカン鎖同士は反発するので大きな容積を占めるプロテオグリカンのグリコサミノグリカン鎖同士は反発するので大きな容積を占める 水分を保持して外圧に対する抵抗（関節，結合組織）を与える

  23. フィブロネクチン FN分子にはコラーゲン結合領域，ヘパリン欠烏合領域そして細胞結合領域（細胞膜のインテグリンと結合）がある 24/29

  24. 細胞膜受容体（細胞外マトリックスと結合）

  25. インテグリン（ＲＧＤ配列を認識） 細胞内骨格と結合している

  26. 第一段階　 破骨細胞の骨表面への密着 ビトロネクチンレセプター クリアゾーン 27/29

  27. カドヘリン　　　　　　　　　　　　　　　　（カルシウム依存性接着たんぱく）カドヘリン　　　　　　　　　　　　　　　　（カルシウム依存性接着たんぱく） 細胞同士の結合に関与 発生において重要な働きをしている 細胞内の細胞骨格であるアクチン，中間繊維と結合している カドヘリンが細胞外マトリックスあるいは細胞と結合すると細胞骨格の再配列を起こす

  28. ＣＡＭ(Ｃｅｌｌ Ａｄｈｅｓｉｏｎ　Ｍｏｌｅｃｕｌｅ) 細胞同士の結合に関与する免疫グロブリンスーパーファミリー CAMは細胞内骨格とは結合していない

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