Kollageeni
Kollageeni on tukikudoksen yleisin säiemäinen proteiini. Kollageenia esiintyy muun muassa luussa, rustossa, jänteissä, ihossa sekä elinten ympärillä. Noin 40 % elimistön proteiinien kokonaismassasta on kollageenia. Suuren vetolujuutensa ansiosta kollageeni antaa kudoksille mekaanista kestävyyttä. Sana kollageeni on peräisin kreikasta, ja tarkoittaa liimaamuodostavaa.
Kollageenit ovat elimistön yleisimpiä proteiineja ja tärkeitä solun ulkoisen aineen rakenneosia, jotka antavat tukea ja lujuutta kudoksille. Kollageenit muodostavat kolmoiskierteisiä rakenteita, joiden erityispiirteenä ovat muokatut proliini- ja lysiini-aminohapot.
Kollageenisäikeet syntyvät tukikudossolujen, pääosin fibroblastien tuottaessa prokollageenia, kollageenin esiastetta. Solut erittävät prokollageenin solunulkoiseen tilaan yhdessä sitä muokkaavan entsyymin kanssa. Solunulkoisessa tilassa entsyymi pilkkoo prokollageenin edelleen tropokollageeniksi. Vierekkäin asettuneilla tropokollageenisäikeillä on luontainen taipumus kietoutua toistensa ympärille muodostaen kovalenttisia sidoksia säikeiden välille. Tuloksena on valmis kollageenisyy, joka koostuu kolmesta tropokollageenisäikeestä.
Kollageenistä tunnetaan 28 aminohappojärjestykseltään toisistaan hieman poikkeavaa alatyyppiä, jotka esiintyvät kullekin alatyypille ominaisissa rakenteissa ja kudoksissa. Määrällisesti eniten on tyypin I kollageenia; sitä on erityisesti luussa, mutta myös muun muassa jänteissä, nivelsiteissä ja ihon verinahassa. Tyypin II kollageenia esiintyy runsaiten rustossa, kun taas kollageeni tyyppiä III (retikuliini- eli verkkosäikeitä) esiintyy etenkin rasvakudoksessa.
Keripukki oli 1700-luvulle asti yleinen sairaus, joka syntyy C-vitamiinin puutteesta. Eräs syy C-vitamiinin tärkeydelle terveyden ylläpidossa on siinä, että sitä tarvitaan kollageenin synteesiin elimistössä. Valtaosa keripukille tunnusomaisista oireista syntyykin kollageenisynteesin häiriintymisestä. Oireisiin kuuluvat muun muassa ihon ja limakalvojen heikko kunto, herkkyys mustelmien synnylle, haavojen puutteellinen paraneminen sekä verenvuototaipumus. Keripukki on varsinkin länsimaissa kadonnut lähes kokonaan, mutta lievemmät C-vitamiinin puutostilat voivat kuitenkin ilmetä ihon ja limakalvojen heikentyneenä kuntona.
Systeeminen lupus erythematosus (SLE) on autoimmuunisairaus, jossa elimistön puolustusjärjestelmä synnyttää immunologisen vasteen kollageenia kohtaan. Kyseessä on melko harvinainen mutta varsin vaikeasti hoidettavissa oleva sairaus.
Kollageeni muodostuu kolmois-helix-kierteestä, joka koostuu tyypillisesti kahdesta identtisestä ketjusta (α1) ja lisäketjusta- joka eroaa hieman kemiallisella koostumuksellaan (α2).
Kollageenille on tyypillistä hyvin yksinkertainen aminohappokoostumus, jossa lähes puolet aminohapoista on glysiiniä ja alaniinia. Toinen tyypillinen piirre on epätavallisten aminohappojen hydroksiproliini ja hydroksilysiini korkea pitoisuus.
Keskimääräinen aminohappokoostumus kalan ja nisäkkään iholle on esitetty alla taulukossa.
Pilkkomalla osittain tropokollageenisäikeiden väliset sidokset kollageenista voidaan teollisesti valmistaa gelatiinia. Gelatiinin tavanomaisin käyttötarkoitus on elintarviketeollisuudessa hyydykkeenä tai rakennekomponenttina. Elintarviketeollisuuden lisäksi gelatiinia käytetään myös kosmetiikkatuotteissa ja osin myös lääketieteessä.