Proline provides site-specific flexibility for in vivo collagen.
Proline provides site-specific flexibility for in vivo collagen.
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DOI：
10.1038/s41598-018-31937-x
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发表时间：
2018-09-14
影响因子：
4.6
通讯作者：
Duer MJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chow WY;Forman CJ;Bihan D;Puszkarska AM;Rajan R;Reid DG;Slatter DA;Colwell LJ;Wales DJ;Farndale RW;Duer MJ
纤维状胶原具有机械和生物作用，为组织提供抗张强度和细胞结合部位，允许与细胞表面受体(如整合素)的分子相互作用。一个关键的问题是：胶原蛋白如何在保持明确的配体结合位置的同时允许组织弹性？在这里，我们通过对13C标记的完整体外骨骼和体外成骨细胞外基质进行的二维13C-13C相关核磁共振谱研究表明，甘氨酸-脯氨酸-羟基脯氨酸(Gly-Pro-Hyp)三联体中的脯氨酸残基提供了局部构象灵活性，这反过来又提供了明确的、低能量的分子压缩-伸展和弯曲。我们还发现，Gly-Pro-Hyp三联体的位置在动物物种之间高度保守，并在目前公认的I型胶原纤维分子有序化模型中空间聚集。我们认为，纤维胶原蛋白中的Gly-Pro-Hyp三联体提供了纤维“伸展关节”，以维持纤维内的分子有序，从而保持配体结合部位的结构完整性。
Fibrillar collagens have mechanical and biological roles, providing tissues with both tensile strength and cell binding sites which allow molecular interactions with cell-surface receptors such as integrins. A key question is: how do collagens allow tissue flexibility whilst maintaining well-defined ligand binding sites? Here we show that proline residues in collagen glycine-proline-hydroxyproline (Gly-Pro-Hyp) triplets provide local conformational flexibility, which in turn confers well-defined, low energy molecular compression-extension and bending, by employing two-dimensional 13C-13C correlation NMR spectroscopy on 13C-labelled intact ex vivo bone and in vitro osteoblast extracellular matrix. We also find that the positions of Gly-Pro-Hyp triplets are highly conserved between animal species, and are spatially clustered in the currently-accepted model of molecular ordering in collagen type I fibrils. We propose that the Gly-Pro-Hyp triplets in fibrillar collagens provide fibril “expansion joints” to maintain molecular ordering within the fibril, thereby preserving the structural integrity of ligand binding sites.
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影响因子：
15
作者：
DeRider, ML;Wilkens, SJ;Markley, JL
通讯作者：
Markley, JL
影响因子：
2.9
作者：
Okuyama, K;Hongo, C;Nishino, N
通讯作者：
Nishino, N
影响因子：
64.5
作者：
Emsley, J;Knight, CG;Liddington, RC
通讯作者：
Liddington, RC
DOI：
10.1073/pnas.84.19.6611
发表时间：
1987-10-01
影响因子：
11.1
作者：
LI, ZQ;SCHERAGA, HA
通讯作者：
SCHERAGA, HA
DOI：
10.1073/pnas.1112388109
发表时间：
2012-04-03
影响因子：
11.1
作者：
Brondijk, T. Harma C.;Bihan, Dominique;Huizinga, Eric G.
通讯作者：
Huizinga, Eric G.