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| LocusSupplementaryData = <!-- Altri dati sulla posizione del gene umano -->
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Il '''collagene''' (o '''collageno''') è la principale [[proteina fibrosa]] del [[tessuto connettivo]] negli [[animali]]. È la proteina più abbondante nei [[mammiferi]] (circa il 25% della massa proteica totale),<ref>{{Cita pubblicazione|nome1=Gloria A. |cognome1=Di Lullo |nome2=Shawn M. |cognome2=Sweeney |nome3=Jarmo |cognome3=Körkkö |nome4=Leena |cognome4=Ala-Kokko |nome5=James D. |cognome5=San Antonio |titolo=Mapping the Ligand-binding Sites and Disease-associated Mutations on the Most Abundant Protein in the Human, Type I Collagen |rivista=[[Journal of Biological Chemistry|J. Biol. Chem.]] |volume=277 |numero=6 |pp=4223-31 |anno=2002 |pmid=11704682 |doi=10.1074/jbc.M110709200 }}</ref> rappresentando nell'[[uomo|essere umano]] circa il 6% del peso corporeo, e ha la forma di una tripla elica.
Il collagene tende a diminuire con l'età siccome la sua produzione rallenta e il collagene prodotto è minore e di qualità più scarsa. Altri fattori ambientali contribuiscono ulteriormente a degradarlo. La degradazione e calo di collagene è una delle cause legate all'invecchiamento cutaneo, per cui questa proteina è di grande interesse nel mondo dell'estetica e [[cosmeceutica]]; in particolare, due prodotti di punta sono le creme al collagene e i [[Peptide|peptidi]] di collagene.
== Struttura ==
La più stabile disposizione e riarrangiamento del collagene è quella della tripla elica proprio per la presenza della [[prolina]]. L'unità strutturale del collagene è rappresentata dal ''[[tropocollagene'']] (o ''tropocollageno''), una proteina con una massa molecolare di circa 285 [[kilodalton]] formata da tre [[polipeptidi|catene polipeptidiche]] con andamento sinistrorso che si associano a formare una tripla elica destrorsa (trans di tipo - 2). Solitamente, per il collagene di tipo I, sono presenti due catene ''alfa 1'' e una catena ''alfa 2'', di composizione leggermente differente.<ref>{{Cita pubblicazione|data=1º gennaio 2005|titolo=Molecular Structure of the Collagen Triple Helix |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0065323305700097|rivista=Advances in Protein Chemistry|lingua=en|volume=70|pp=301-39|doi=10.1016/S0065-3233(05)70009-7|issn=0065-3233|cognome1=Brodsky|nome1=Barbara|cognome2=Persikov|nome2=Anton V.|pmid=15837519|isbn=978-0120342709}}</ref>
Tutte le unità di tropocollagene hanno la stessa lunghezza, la stessa ripetitività di [[Amminoacido|amminoacidi]]. Sono presenti infatti motivi amminoacidici ripetuti del tipo glicina-[[prolina]]-X e [[glicina]]-X-[[idrossiprolina]], dove X è un qualsiasi altro amminoacido.<ref name="SzpakJAS"/> I filamenti di tropocollagene sono tenuti insieme da legami idrogeno. Questi legami sono possibili grazie alla presenza di glicine e dalle modifiche post-traduzionali di lisina e prolina.
Entrambi questi amminoacidi subiscono un'[[idrossilazione]], cioè (aggiunta di un [[gruppo ossidrile)]]. La prolina è modificata a idrossiprolina dall'enzima Prolil[[prolil Idrossilasiidrossilasi]], che inserisce il gruppo -OH in corrispondenza del secondo [[carbonio]] dell'anello; mentre la lisina è modificata a [[idrossilisina]] dall'enzima [[lisil idrossilasi]], che inserisce il gruppo -OH nel Cδ ("carbonio delta") della catena laterale della lisina. Entrambi gli enzimi agiscono in presenza del co-fattore acido ascorbico ([[vitamina C]]) e del co-substrato alfa-chetoglutarato. Queste modifiche sono necessarie per aumentare la possibilità di formazione dei legami H e per diminuire l'ingombro sterico. Le tre unità strutturali assumono una forma simile a una treccia.
Le varie fibre sono legate da legami crociati tra due allisine o tra una lisina e un'[[allisina.]]; Lala lisina è convertita in allisina dall'enzima Lisina[[L-lisina ossidasi|lisina Ossidasiossidasi]], che inserisce un [[gruppo aldeidico]] al posto del [[gruppo amminico]] della catena laterale della lisina in corrispondenza dell'ultimo carbonio, Cε ("carbonio epsilon"). Quando si forma il legame crociato, si verifica una condensazione tra il gruppo amminico e il gruppo aldeidico che unisce le due catene con un [[legame imminico]].
==Composizione chimica==
==Biosintesi==
[[File:Collagen biosynthesis (it).JPG|upright=1.8|thumb|Schema riassuntivo della biosintesi del collagene]]
La [[biosintesi]] del collagene avviene ad opera di diversi tipi cellulari a seconda del tessuto (ad esempio [[fibroblasti]] nel [[tessuto connettivo]], [[osteoblasti]] nell'[[osso]]). Il processo inizia con la trascrizione del gene o dei geni e laparte [[maturazionedi dell'mRNA]].essa Sonoè presenti sequenze che codificano per lunghi peptidi in eccesso rispetto alle molecole di collagene matureintracellulare, quindimentre il collagene nasce come procollagene, che possiede rispetto al collagene due peptidi terminali, uno [[N-terminale]] e uno [[C-terminale]], che hannoresto strutturaè globulareextracellulare.
Il processo inizia con la trascrizione del gene o dei geni e la [[maturazione dell'mRNA]]. Sono presenti sequenze che codificano per lunghi peptidi in eccesso rispetto alle molecole di collagene mature, quindi il collagene nasce come procollagene, che possiede rispetto al collagene due peptidi terminali, uno [[N-terminale]] e uno [[C-terminale]], che hanno struttura globulare. La [[traduzione (biologia)|traduzione]] avviene a livello dei [[ribosomi]] a ridosso della parete del ''RER ([[reticolo endoplasmatico rugoso]])''.
Per dare il processo processo completo di biosintesi del collagene:
In particolare la biosintesi del collagene avviene in base a diverse tappe, di cui alcune intracellulari e altre extracellulari:
1.* i ribosomi legati all’[[RNA messaggero|mRNA]] contenente i geni del collagene si legano al RER. La sequenza segnale facilita il legame dei ribosomi al RER e guida il trasferimento della catena polipeptidica all’interno delle cisterne del RER.
2.* Nel lume del RER vengono sintetizzati due tipi di catena (preprocollagene) dette α1 e α2, che a questo livello contengono dei residui C- e N-terminali. ▼
3.* Le due catene di preprocollagene vengono rilasciate nel lume del RER e; qui viene eliminata la sequenza segnale. Si ha la formazione di procatene α1 e α2 precursori del collagene. ▼▲2. Nel lume del RER vengono sintetizzati due tipi di catena (preprocollagene) α1 e α2, che a questo livello contengono dei residui C- e N-terminali.
4.* Nel lume del RER le procatene vanno incontro a modificazioni post-traduzionali, quali l’idrossilazionel’[[idrossilazione]] delle lisine e delle proline e la [[glicosilazione ]] delle idrossilisine. ▼
5.* Dopo essere state idrossilate e glicosilate , le procatene α formano il procollagene, un precursore del collagene la cui regione centrale a tripla elica è affiancata da tratti ammino- e carbossiterminali chiamati propeptidi. La formazione del procollagene inizia con la formazione di legami disolfuro a ponte tra i peptidi carbossiterminali delle procatene α. Ciò porta le tre catene α in una disposizione favorevole alla formazione dell’elica . Una volta formato il procollagene, la sua regione centrale mostra già una struttura a tripla elica ed è affiancata da tratti ammino- e carbossiterminali chiamati propeptidi. ▼▲3. Le due catene di preprocollagene vengono rilasciate nel lume del RER e qui viene eliminata la sequenza segnale. Si ha la formazione di procatene α1 e α2 precursori del collagene.
* La molecola a tripla elica di procollagene viene trasferita in un organello all'interno delle cellule, l'[[Apparato del Golgi|apparato di Golgi]], dove viene completata la glicosilazione; la glicosilazione dunque è completata nello spazio intracellulare. La molecola viene successivamente immessa in vescicole che si fondono con la [[membrana plasmatica]], cioè la membrana cellulare. Dunque, sono trasportate all’esterno della cellula, nello spazio extracellulare.
7.* Dopo la liberazione all’esterno delle cellule, le molecole di procollagene subiscono dei tagli da parte di N- e C- procollagene peptidasi, le quali rimuovono i propeptidi terminali, liberando delle molecole di tropocollagene a tripla elica. ▼▲4. Nel lume del RER le procatene vanno incontro a modificazioni post-traduzionali, quali l’idrossilazione delle lisine e delle proline e la glicosilazione delle idrossilisine.
8.* Le molecole di tropocollagene si associano spontaneamente, formando dellele fibrille; esse assumono una disposizione parallela e sfalsata, nella quale le molecole di collagene si sovrappongono a quelle vicine per circa ¾ della loro lunghezza. ▼
9.* Le fibrille di collagene con la loro disposizione ordinata sono il substrato della lisil ossidasi. Questo enzima extracellulare catalizza la [[deaminazione ]] ossidativa di alcuni dei residui di lisina e di idrossilisina del collagene; ne derivano delle aldeidi reattive (allisina e idrossiallisina) che danno luogo a reazioni di condensazione con alcuni residui di lisina o idrossilisina delle molecole di collagene, formando legami covalenti tra catene. La formazione di tali legami crociati è essenziale affinché si raggiunga la resistenza alla trazione necessaria per un corretto funzionamento del tessuto connettivo. Quindi qualsiasi mutazione che interferisca con la capacità delle molecole di collagene di formare fibrille rinsaldate da legami crociati, influenzerà la stabilità del collagene. ▼▲5. Dopo essere state idrossilate e glicosilate le procatene α formano procollagene, un precursore del collagene la cui regione centrale a tripla elica è affiancata da tratti ammino- e carbossiterminali chiamati propeptidi. La formazione del procollagene inizia con la formazione di legami disolfuro a ponte tra i peptidi carbossiterminali delle procatene α. Ciò porta le tre catene α in una disposizione favorevole alla formazione dell’elica.
10.* Le fibrille infine possono disporsi in fasci ondulati o paralleli per formare ''fibre '' e le fibre possono formare ''fasci di fibre ''.<ref>{{Cita libro|autore=Champe, Harvey, Ferrier|titolo=Le basi della biochimica|anno=|editore=Zanichelli|città=|pp=44-48}}</ref> ▼
6. La molecola di procollagene viene trasferita nel Golgi, dove viene completata la glicosilazione e viene successivamente immessa in vescicole che verranno trasportate all’esterno della cellula. Queste vescicole si fondono con la membrana plasmatica, liberando le molecole di procollagene nello spazio extracellulare.
▲7. Dopo la liberazione all’esterno delle cellule, le molecole di procollagene subiscono dei tagli da parte di N- e C- procollagene peptidasi, le quali rimuovono i propeptidi terminali, liberando delle molecole di tropocollagene a tripla elica.
▲8. Le molecole di tropocollagene si associano spontaneamente, formando delle fibrille; esse assumono una disposizione parallela e sfalsata, nella quale le molecole di collagene si sovrappongono a quelle vicine per circa ¾ della loro lunghezza.
▲9. Le fibrille di collagene con la loro disposizione ordinata sono il substrato della lisil ossidasi. Questo enzima extracellulare catalizza la deaminazione ossidativa di alcuni dei residui di lisina e di idrossilisina del collagene; ne derivano delle aldeidi reattive (allisina e idrossiallisina) che danno luogo a reazioni di condensazione con alcuni residui di lisina o idrossilisina delle molecole di collagene, formando legami covalenti tra catene. La formazione di tali legami crociati è essenziale affinché si raggiunga la resistenza alla trazione necessaria per un corretto funzionamento del tessuto connettivo. Quindi qualsiasi mutazione che interferisca con la capacità delle molecole di collagene di formare fibrille rinsaldate da legami crociati, influenzerà la stabilità del collagene.
▲10. Le fibrille infine possono disporsi in fasci ondulati o paralleli per formare ''fibre'' e le fibre possono formare ''fasci di fibre''.<ref>{{Cita libro|autore=Champe, Harvey, Ferrier|titolo=Le basi della biochimica|anno=|editore=Zanichelli|città=|pp=44-48}}</ref>
==Tipi di collagene==
==== C-Telopeptide ====
Il C-telopeptide (telopeptide C-terminale del collagene di tipo I, (CTx)) è il frammento [[Dominio C-terminale|carbossi-terminale]] della molecola di collagene, proteina della matrice ossea. In quanto [[biomarcatore|marcatore]] osseo, la sua determinazione, su campione di sangue o urine, serve a monitorare il processo di formazione e riassorbimento dell'osso.
==== N-Telopeptide ====
L'N-telopeptide (telopeptide N-terminale del collagene di tipo I, (NTx)) è il frammento [[Dominio N-terminale|ammino-terminale]] della molecola di collagene, proteina della matrice ossea. In quanto [[biomarcatore|marcatore]] osseo, la sua determinazione, su campione di sangue o urine, serve a monitorare il processo di formazione e riassorbimento dell'osso. Tuttavia, vista la sensibile fluttuazione di dell'NTx, non è considerato molto specifico.<ref name=Rosen>{{Cita pubblicazione|cognome=Rosen|nome=HN|autore2=Moses, AC |autore3=Garber, J |autore4=Iloputaife, ID |autore5=Ross, DS |autore6=Lee, SL |autore7= Greenspan, SL |titolo=Serum CTX: a new marker of bone resorption that shows treatment effect more often than other markers because of low coefficient of variability and large changes with bisphosphonate therapy.|rivista=Calcified tissue international|data=febbraio 2000|volume=66|numero=2|pp=100-3|pmid=10652955|doi=10.1007/pl00005830}}</ref> Per questo i livelli di dell'NTx non sono considerati di evidenza convincente per provare l'effetto del trattamento e gli sono preferiti i più precisi livelli di marcatore osseo CTx.<ref name="ROSEN">{{Cita pubblicazione|cognome=Rosen|nome=HN|autore2=Moses, AC |autore3=Garber, J |autore4=Ross, DS |autore5=Lee, SL |autore6= Greenspan, SL |titolo=Utility of biochemical markers of bone turnover in the follow-up of patients treated with bisphosphonates.|rivista=Calcified tissue international|data=novembre 1998|volume=63|numero=5|pp=363-8|pmid=9799818|doi=10.1007/s002239900541}}</ref>
== Stimolazione della produzione di collagene ==
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