COLÁGENO

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Julia Jordão 
Maiara- TXXII 
 
 
 
 
 
- Os colágenos, são as proteínas mais abundantes 
no organismo humano e sofrem diversas 
modificações pós-traducionais e necessitam, 
portanto, de um endereçamento adequado para o 
seu destino fora das células. Eles garantem a 
resistência física e integridade estrutural, 
importante na flexibilidade do tecido ósseo. 
- Nos tecidos conectivos tais como ossos e 
tendões, a matriz extracelular (rede de proteína e 
cadeias de polissacarídeos secretadas pela célula 
que sofre os choques mecânicos aos quais o 
tecido está sujeito) é abundante. Ela é rica em 
colágeno 
- Tecido Conjuntivo tem função: estrutural, 
sustentação, preenchimento, proteção e defesa. É 
um meio de trocas que usa os vasos sanguíneos. 
Além disso, armazena gordura e faz a reparação 
de tecidos; tem células residentes e transitórias 
 
- Matriz extracelular fibrilar (tem fibras do 
sistema colágeno e do elástico) e a não 
fibrilar (tem glicosaminoglicanos livres: 
ácido Hialurônico, etc.) 
- Entre as proteínas fibrosas estão os 
colágenos, que é a principal proteína da 
matriz extracelular 
- Uma característica do colágeno é sua 
estrutura rígida de sua fita tripla helicoidal, 
na qual três cadeias polipeptídicas 
(cadeias α) são enroladas umas nas 
outras. No caso do colágeno é um tipo de estrutura 
quaternária. Diferença entre as cadeias α geram 
diferentes tipos de colágenos 
- Tem sequência típica de aminoácidos: 35% 
glicina, 12% prolina e 10% 
hidroxiprolina/hidroxilisina 
Obs: A tripla hélice são 3 cadeias polipeptídicas 
unidas por pontes de hidrogênio. Elas são 
resistentes a stress mecânico por causa da 
estrutura quaternária do colágeno 
- Diferença entre as cadeias alfa origina os 
diferentes tipos de colágeno: mais de 25 tipos de 
colágeno- rigidez, elasticidade, força de tensão 
variáveis 
- A partir da tríplice hélice, forma fibrila, que se 
organiza em fibra, que se organiza em feixes, 
formando o tendão, associado em músculo ou 
osso, por exemplo (resistente a estresses físicos) 
Tipos de colágeno: 
- Fibrilares: longas fibrilas- colágeno I, II, III, V e XI- 
tendão, cartilagem, derme, osso; 
- Colágenos associados a fibrilas: estruturas 
curtas (ligação)- IX, XII, XIV; 
- Formam redes ou malhas: colágeno do tipo IV- 
lâmina basal; 
- Colágeno de ancoragem: tipo VII- ancora fibrilas 
de colágeno I à lâmina basal; 
- Colágenos transmembranais: XIII e XVII- 
hemidesmossomos 
Cada tipo de colágeno tem uma forma 
polimerizada (polímeros formados a partir de 
tropocolágeno) com determinada função de 
distribuição. Problemas na sua síntese, podem 
causar uma série de consequências no organismo 
e causará síndromes: Ehlers-Danlos (tipo III- pele 
frágil, vasos sanguíneos e articulações 
hiperflexíveis), condrodisplasia (tipo II- cartilagem 
anormal que leva a deformações nos ossos e 
articulações), osteogênese imperfeita (tipo I- 
fraqueza dos ossos e facilidade de fraturas), 
epidermólise bolhosa (tipo XVII e VII) 
- Colágeno tipo I: é o mais encontrado, localizado 
nos ossos, peles, tendões, ligamentos. Pertence à 
classe dos colágenos fibrilares (tipo I, II, III, V e XI). 
Após serem secretados no meio extracelular, os 
colágenos se reúnem e formam fibrilas de 
colágeno (é um polímero) 
- Colágenos tipo IX e XII: são colágenos 
associados a fibrilas porque ficam na superfície 
das fibrilas de colágeno. Eles ligam as fibrilas 
umas nas outras e a outros componentes na 
matriz extracelular. Localizados na cartilagem. 
Sua função é determinar a organização das fibrilas 
na matriz. - 
- Colágeno tipo IV: formadores de redes/malhas, 
constitui a maior parte da lâmina basal. Nesse tipo 
de colágeno os tropocolágenos se associam para 
formar essa rede 
- Colágeno tipo VII: são fibrilas ancoradouras, 
portanto auxiliam na conexão da lâmina basal do 
epitélio de múltiplas camadas ao tecido conjuntivo 
subjacente. Anexa fibrilas de colágeno I a lâmina 
basal 
- Colágeno tipo XIII e XVII: colágeno 
transmembrana, pois possui um domínio 
transmembranal e é encontrado nos 
hemidesmossomos (junção da célula com a 
lâmina basal que dá resistência ao epitélio) 
- Colágeno tipo XVIII: é um núcleo proteico de um 
proteoglicano da lâmina basal 
* Os colágenos tipo XVII e XVIII tem estrutura não 
fibrilar, se ocorrer mutação nos colágenos em que 
a forma polimerizada é fibrila a pessoa terá pele 
frágil e articulações frouxas 
Matriz extracelular 
- Matriz fibrilar: fibras do sistema colágeno I 
- Função estrutural 
- Sequência típica de aminoácidoas: 35% glicina, 
12% prolina, 10% hidroxiprolina/hidroxilisina 
Síntese do colágeno 
- Inicialmente temos a formação do RNAm com a 
tradução, no RE, das cadeias alfa dos pró 
colágenos com seus peptídeos de registro (os 
polipeptídeos são denominados pró-colágeno, 
nesse momento, posteriormente sofrerão uma 
clivagem para ser o tropocolágeno, os peptídeos 
de registro são sequências sinal) 
- Posteriormente, ainda no retículo, há a 
hidroxilação dos resíduos prolina e lisina, que são 
dependentes de vitamina C (essa cadeia alfa já foi 
formada e sofre modificações pós traducionais) 
- Há a adição de grupamentos galactosil e glicosil, 
formando pontes de sulfeto entre as diferentes 
cadeias alfa, formando a tríplice hélice, pró 
colágeno (a presença de sequências de peptídicas 
alinham as cadeias) 
- Essa estrutura é direcionada para o Golgi, onde 
novos açucares serão adicionados na cadeia, 
haverá o empacotamento do pró colágeno em 
vesículas que, pelo citoesqueleto, vão para a 
superfície da célula se fundindo com a membrana 
plasmática, liberando o colágeno solúvel na 
superfície extracelular 
- A partir dessa disponibilização do pró colágeno, 
a pró colágeno peptidase vai clivar esses 
peptídeos, transformando o pró colágeno em 
tropocolágeno 
- Começa a associação lateral dessas moléculas, 
formando ligações cruzadas covalentes, formando 
uma estrutura fibrilar com ligações covalentes pela 
lisil oxidase 
Modificações do colágeno pós-tradução 
- Cadeia polipeptídicas de colágeno são feitas 
pelos ribossomos ligados as membranas e 
liberados no lúmen do RE como precursores 
maiores, chamados pro-cadeia α. 
- Os precursores possuem: peptídeo sinal na N-
terminal para dirigir o polipeptídio nascente para o 
RE; possuem pro-peptídeos (aa adicionais) nas 
extremidades N e C terminal 
- Essa pro-cadeia α combina-se com outras duas 
para formar uma molécula helicoidal de três fitas 
ligadas por L.H chamada de pro-colágeno 
- Num tecido saudável, o colágeno é 
constantemente degradado e substituído. No 
escorbuto (causada por deficiênciana vitamina C) 
não há substituição, pois as pro-cadeias α 
sintetizadas não formam uma ligação estável da 
fita tripla helicoidal e são degradadas e a síntese 
do novo colágeno é inibida 
Obs: No escorbuto o epitélio se desprende pois 
não tem colágeno para aderir. Resíduos de lisina 
e prolina não são hidroxilados 
* Os pro-peptídeos são clivados em pró colágeno 
após sua secreção, para permitir a montagem das 
fibrilas 
- Pro-peptídeos são removidos do pró colágeno 
fibrilar por enzimas proteolíticas 
- Essa remoção converte o pró colágeno em 
colágeno que se reúnem no meio extracelular para 
formar as fibrilas de colágeno. 
 
-No meio intracelular os polirribossomos 
ligados a membrana do RE granuloso 
sintetizam cadeias polipeptídicas (pre-
procolageno) que crescem para o interior das 
cisternas do RE onde ele é liberado. Quando 
isso ocorre, o peptídeo sinal é quebrado 
formando o pro-colágeno. As cadeias α 
começam a se formar e simultaneamente 
ocorre a hidroxilação de prolinas e lisinas, 
formando hidroxilisina e hidroxiprolina (feita 
pela prolina hidroxilase) que não serão 
incorporadas as cadeias polipeptídicas. 
Hidroxilisina então sofre glicosilação, em que 
recebe galactose ou glicosil galactose. Cada 
cadeia α tem dois peptidil registro nas 
extremidades (C e N), sendo que esses 
peptídeos registro alinham cadeias 
polipeptídicas para eles se arranjarem de 
maneira apropriada formando a tripla-hélice, 
que resulta na formação da molécula de pró 
colágeno. O pró colágeno é solúvel e será 
exocitado pela matriz extracelular. No meio 
extracelular, os peptídeos registro são 
removidos por proteases, as pro colágeno-
peptidase. Sem os peptídeos de registro o pro 
colágeno chama-se tropocolágeno, e agora ele 
é insolúvel e capaz de polimerizar para formar 
as fibrilas de colágeno. Como tem muitas 
etapas para a síntese, tem muitas 
oportunidades para erro. 
 
Obs: Hidroxiprolina formam pontes de 
hidrogênio entre as cadeias α contribuindo 
para estabilizar a tripla hélice do 
tropocolágeno 
 
Obs2: As estruturas fibrilares são reforçadas 
por ligações covalentes entre os 
tropocolagenos, processo catalisado pela lisil 
oxidase (retira OH das hidroxilisinas assim 
torna a molécula mais estável e menos solúvel) 
 
Sobre os pró peptídeos 
- Possuem duas funções: guiam a formação 
intracelular do colágeno de três fitas e previnem a 
formação das fibrilas de colágeno 
Sobre as fibrilas de colágeno 
- São formadas pela polimerização do 
tropocolágeno (tem 3 cadeias polipeptídicas 
arranjadas em tripla hélice), isso ocorre nos bolsos 
da membrana plasmática, que são formados pela 
fusão de vesículas secretoras com a superfície 
extracelular 
- Elas são reforçadas pela formação de ligações 
covalentes cruzadas entre as lisinas do colágeno 
- Formam estrutura que resistem as forças 
tensoras 
Obs: Se a ligação cruzada for inibida, a força 
tensora das fibrilas é reduzida e o tecido 
colagenoso se torna frágil, assim pele, tendões e 
vasos sanguíneos tendem a romper-se 
Obs2: Agregação das fibrilas de colágeno tipo I e 
III formam fibras de colágeno e a associação 
destas formam feixes. 
Colágeno tipo II observado na cartilagem forma 
fibrilas mas não fibras 
Colágeno tipo IV encontrado nas laminas basais 
não forma fibrilas e nem fibras. 
* Os colágenos associados a fibrilas auxiliam na 
organização delas 
- Fibrilas de colágeno resistem as forças tensoras 
e estão associadas de diversas formas em 
diferentes tecidos 
- Células podem regular a disposição das 
moléculas de colágeno após sua secreção, 
conduzindo a formação das fibrilas de colágeno 
Saber 
- Colágenos associados as fibrilas (tipo IX e XII) 
diferem dos fibrilares nos seguintes aspectos: 
1- Sua estrutura de hélice de fita tripla é 
interrompida por 1 ou 2 domínios não helicoidais 
que torna a molécula mais flexivel 
2- Eles não são clivados após a secreção 
3- Eles não se agregam uns aos outros para 
formar fibrilas. Na verdade, eles se ligam as 
superfícies das fibrilas de colágeno 
Obs: As células auxiliam na organização das 
fibrilas de colágeno que secretam, exercendo 
tensão na matriz 
 
- Pró colágeno: contém peptídeos de registro nas 
extremidades (solúvel) será secretado no meio 
extracelular 
- Pró colágeno peptidase: retiram os peptídeos de 
registro (insolúvel) formando o tropocolágeno, 
resultando na sua agregação (fibrilas de colágeno) 
- Estabilização por ligações cruzadas: enzima lisil 
oxidase, que tem com cofator a vitamina C 
Tropocolágeno: 
- Pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, e 
muitas ligações cruzadas internas (entre cadeias 
alfa) e entre tríplice hélices mantem unidas as 
cadeias e as hélices 
- Processamento também no meio extracelular 
com a atuação da enzima lisil oxidase: ligção 
covalentes dependente de vitamina C (formação 
de fibrilas) 
- Muitas etapas para a síntese: muitas 
oportunidades para erros 
- Está na superfície externa ancorado a membrana 
Será que rugas é a ausência de colágeno na 
pele? Tomar cápsulas de colágeno previne o 
aparecimento de rugas? 
Começamos a ter rugas em um processo de 
envelhecimento que diminui a absorção de 
aminoácidos, incluindo a cadeia alfa do 
tropocolágeno, assim, o colágeno é sintetizado em 
menor quantidade por uma questão nutricional de 
aminoácidos. Mas, as rugas podem ter outras 
causas, com diferentes tipos de aminoácidos e 
vitaminas, e por isso, ingerir colágeno nem sempre 
resolverá a deficiência nutricional que causou 
essas rugas.