Title: 2. ročník / Biochémia / ZS / 19. Kolagen, Elastin
Tags: skúška

Q: Čo tvorí základné dve zložky pojivovej tkaniny?
A: Extracelulárna matrix (ECM) + bunky.

Q: Z čoho sa skladá ECM?
A: Amorfná zložka (základná hmota)
fibrilárna zložka
tkanivová tekutina

Q: Ktoré bunky patria medzi fixné (residentné)?
A: Fibroblasty, chondroblasty, osteoblasty, adipocyty.

Q: Ktoré bunky patria medzi mobilné (blúdivé)?
A: Makrofágy, žírne bunky, leukocyty, plazmatické bunky.

Q: Aká je hlavná úloha ECM?
A: Oporná funkcia, výplň medzi bunkami, adhézia, výživa, signálne procesy, imunita, hojenie, fibróza.

Q: Z čoho sa skladajú fibrilárne proteíny ECM?
A: Kolagén a elastín.

Q: Aké sú základné typy pojivovej tkaniny?
A: Väzivo, chrupavka, kosť a tuková tkanina.

Q: Najhojnejší proteín ľudského tela?
A: Kolagén (cca 30 % všetkých bielkovín).

Q: Kde sa nachádza kolagén?
A: Kosti, koža, šľachy, väzy, chrupavka, rohovka, cievy, bazálna membrána.

Q: Základná aminokyselinová sekvencia kolagénu?
A: a-reťazec - (Gly–X–Y)_333, kde X je Pro a Y je Hyp = 20-25%

Q: Obsah hydroxyprolínu a hydroxylysínu v kolagéne?
A: Pro ~100, Hyp ~100, Hyl 5–50 AK na molekulu.

Q: Prečo je glycin esenciálny pre štruktúru kolagénu?
A: Umožňuje tesné zabalenie troch α-reťazcov v superhelixe.

Q: Čo tvorí primárnu štruktúru elastínu?
A: Tropoelastín ~850 AMK
1/3 Gly
veľa Ala, Val, Pro
málo Hyp
žiadny Hyl

Q: Aké typické aminokyseliny sú bohaté v elastíne?
A: Gly, Ala, Val, Pro.

Q: Čo neobsahuje elastín?
A: Hydroxylysín = bez sacharidov

Q: Aká je sekundárna štruktúra α-reťazca kolagénu?
A: Ľavotočivá helikálna štruktúra so 3 AK na závit, NIE JE TO α-helix

Q: Z čoho je tvorený prokolagén a ako je stabilizovaný?
A: 3 α-reťazce → pravotočivá trojitá šroubovica = SUPERHELIX = stabilizovný H-vazbami medzi řetězci

Q: Čo sú telopeptidy?
A: N- a C-terminálne nehelikálne úseky prokolagénu; po odštiepení vzniká TROPOKOLAGÉN

Q: Ako vznikajú kolagénové mikrofibrily?
A: Lineárna agregácia tropokolagénu, posun medzi molekulami, schodovitý vzor
medzery na mineralizáciu hydroxylapatitom

Q: Ktoré typy kolagénu tvoria fibrily?
A: Typ I, II, III, V, XI.

Q: Ktorý typ kolagénu tvorí sieť?
A: Typ IV (bazálne membrány), VIII, X

Q: Ktorý kolagén je kotviaci?
A: Kolagén typu VII.

Q: Ktorý kolagén je transmembránový?
A: Typy XIII, XVII, XXIII, XXV.

Q: Kolagénu typu I: štruktúra, charakteristika, distribuce ve tkáních?
A: (α1(I))2 α2(I)
↑OH-Lys, 0 cys, 0 -S-S-,↓sach. zbytky
Koža (70-80%), kosť (100%), šľachy (90%), dentin, väzy, cievy
najčastejší typ = 90% veškereho kolagenu

Q: Kolagénu typu III: štruktúra, charakteristika, distribuce ve tkáních?
A: (α1(III))3
↑OH-Lys, ↑OH-Pro, ↓sach. zbytky, stabilizace meziřetězcovými-S-S-
Podpora ciev, kože, vnútorných orgánov (fibrilárny kolagén)
cievy a koža = 20-30%

Q: Čo je fibrilín?
A: Glykoproteín tvoriaci trojrozmernú kostru elastínových vlákien
Kostra na ktorú sa ukladá elastín = správne usporiadanie, orientáciu, rovnomerné ukladanie

Q: Kľúč pre pružnosť elastínu?
A: Príčne väzby medzi molekulami tropoelastínu.

Q: Aké enzymatické modifikácie sú potrebné pre kolagén?
A: Hydroxylácia Pro a Lys; glykosylácia OH-Lys.

Q: Kde prebieha hydroxylácia Pro a Lys?
A: V ER (endoplazmatickom retikule), probíha ko- a posttranslačne

Q: Ktoré enzýmy vykonávajú hydroxyláciu?
A: Prolylhydroxyláza - 4-OH-Pro
prolyl-3-hydroxyláza
lysylhydroxyláza (jen kolagen) - 5-OH-Lys

Q: Aké kofaktory sú potrebné pre hydroxyláciu?
A: Vitamín C = udržiava Fe2+ redukované
Fe2+
α-ketoglutarát = akceptor 1 atómu O

Q: Prečo je hydroxylácia kľúčová?
A: OH-Pro:
tvorba vodíkových vazeb mezi řetězci → stabilizace superhelixu
OH-Lys:
místo připojení sacharidových zbytků
tvorba intermolekulárních příčných vazeb v kolagenu

Q: Dôsledok nedostatku vitamínu C?
A: Skorbut – nestabilný kolagén, krehké cievy, krvácanie, zlé hojenie.

Q: Čo spôsobuje deficit lysylhydroxylázy, lysyloxidázy, prokolagen proteinasy?
A: Ehlers-Danlos syndróm (hyperelasticita, krehká koža).

Q: Ako prebieha glykosylácia kolagénu?
A: • galaktosyltransferasa
UDP-galaktosa + OH-Lys- → galaktosyl-O-Lys- + UDP
• glukosyltransferasa:
UDP-glukosa + galaktosyl-O-Lys- → glukosylgalaktosyl-O-Lys- + UDP
JEN U KOLAGENU

Q: Funkcia cukrov v kolagéne?
A: Zvyšujú rozpustnosť, stabilitu, odolnosť voči proteolýze.

Q: Enzým a spôsob tvorby príčných väzieb?
A: Lysyloxidáza (kofaktor pyridoxalfosfát, Cu2+) = oxidatívna deaminace aminoskupiny Lys/OH-Lys = tvorba allysinu

Q: Čo je allysín?
A: Produkt oxidatívnej deaminácie lysínu → aldehyd.

Q: Ako vznikajú príčne väzby kolagénu?
A: Kondenzáciou allysín + lysín/OH-lysín/allysín; lineárne alebo cyklické.

Q: Čo sú pyridiniové priečne väzby?
A: Stabilné cyklické priečne vazby mezi fibrilami; markery resorpcie kosti v moči
(DPD=deoxypyridinolin = OH-Allys + Lys, PYD=pyridinolin = OH-Allys + OH-Lys)

Priečne vazby v elastinu (z čoho sú a aké 2 typy vynikajú)

Q: Kľúčový enzým pre elastínové a kolagénové priečne vazby?
A: Lysyloxidáza.

Q: Ako prebieha syntéza kolagénu?
A: Translácia pro-α-reťazcov → hydroxylácia → glykosylácia → tvorba prokolagénu z 3 a-reťezcou → exocytóza → odštiepenie telopeptidov (markery biosyntézy kolagenu) → tropokolagén → kolagenní mikrofibrily → fibrily → vlákna → tvorba priečnych vazeb

Q: Kde prebieha syntéza kolagénu?
A: ER + Golgi + extracelulárny priestor.

Q: Čo sú PINP / PICP?
A: N- a C-terminálne prokolagénové peptidy – markery syntézy kolagénu

Q: Rozdíly ve struktuře a biosyntéze elastinu oproti kolagenu?
A: - 1 genetický typ
- netvoří trojšroubovici
- nejsou syntetizovány extenzní peptidy
- neprobíhá hydroxylace Lys
- neprobíhá glykosylace

Q: Mutácia fibrilínu spôsobuje?
A: Marfanov syndróm – oslabenie aorty, hypermobilita, deformity skeletu.

Q: Čo spôsobuje deficit Cu2+?
A: Chybná lysyloxidáza → porucha crosslinkov (priečnych vazieb) → slabé väzivá = skeletální a kardiovaskulárni choroby

Q: Čo spôsobuje mutáciu Gly → X v kolagéne?
A: Abnormálnu štrukúru = Osteogenesis imperfecta (krehké kosti).

Q: K čomu vedie nadmerná syntéza kolagénu?
A: Fibróza (pečeň, pľúca, cievy).

Q: Ktorý enzým štiepi kolagén?
A: Kolagenáza = proteinová endopeptidáza nachádza sa aj extra aj intracelulárne (lyzosomy), kolagenáza patrí do skupiny matrixových metaloproteinas (MMP)

Q: Kde kolagenázy štiepia tropokolagén?
A: Peptidová väzba medzi Gly–Leu/Ile v 3/4 dĺžky.

Q: Čo sú MMP?
A: matrixové metaloproteinázy
Zn2+ enzýmy degradujúce aspoň jednu zložku ECM
potrebujú Ca2+ ako aktivátor
inhibované TIMP (specifické endogenne tkáňové inhibitory) = remodelace ECM

Q: MMP-1
A: Kolagenasa 1, degraduje fibrilárne kolageny (I-III)

Q: Hlavný enzým degradujúci elastín?
A: Elastáza
MMP-12 = metaloelastáza, degraduje elastin

Q: Čo spôsobuje deficit α1-antitrypsínu, α2-makroglobulin?
A: Všeobecne blokujú proteinasy = blokácia elastázy
Emfyzém (typický u kuřáku) = mutace v α1-antitrypsinu, Met
Emfyzém = zvýšená aktivita elastázy (teda znížená aktivita inhibitorov) → deštrukcia pľúc = antitrypsín je inhibitor proteináz = pri nedostatku neinhibuje elastázu ktorá je produkovaná neutrofilom a tým dochádza k “pojedaniu” plic

Q: Z čoho sa skladá kosť?
A: ~30 % bunky, ~55 % minerály, ~15 % voda.

Q: Kľúčový kolagén v kosti?
A: Kolagén typu I.

Q: Hlavné minerálne zlúčeniny v kosti?
A: Hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH)2
Fluoroapatit v zuboch Ca10(PO4)6F2

Q: Ktoré bunky tvoria osteoid?
A: Osteoblasty.

Q: Ktoré bunky resorbujú kosť?
A: Osteoklasty.

Q: Funkcia osteocytov?
A: Udržiavanie homeostázy kosti, mechanosenzory, regulácia osteoklastov.

Q: Dva kroky mineralizácie kosti?
A: Premineralizácia = tvorba amorfních kalcium-fosfátov
Nukleácia = hydroxyapatit sa včlenuje do nukleačných centier medzi šroubovice tropokolagenu

Q: Enzým zvyšujúci fosfát v kosti?
A: Alkalická fosfatáza (ALP).

Q: Ako prebieha resorpcia kosti?
A: Uvoľnenie H+ a organických kyselín (citrát, laktát) → rozpustenie minerálu → kolagenázy a MMP degradujú osteoid (kolagen).

Q: Čo sú BMJ (základní mnohobunečné jednotky)?
A: Kostní metabolické jednotky = tím osteoblastov(osteosyntézy) a osteoklastov(resorpce kosti) vykonávajúcich remodeláciu kosti

Q: Ako dlho trvá remodelácia jednej jednotky kosti?
A: 180–200 dní.

Q: Koľko % kostry sa obnoví ročne?
A: Asi 10 %.

Q: Stimulačné hormóny resorpcie kosti a inhibičné hormóny osteosyntézy?
A: Parathormón (PTH), kalcitriol,, thyroxin

Q: Inhibičný hormóny resorpcie a stimulačné hormóny osteosyntézy?
A: Kalcitonín, estrogeny
rastový hormon, mechanický stres

Q: Účinok estrogénov na kosť?
A: Inhibujú osteoklasty → chránia pred osteoporózou.

Q: Ako pôsobí vitamín D na kosť?
A: Zvyšuje resorpciu aj mineralizáciu (vysoké dávky).

Q: Ako pôsobia glukokortikoidy?
A: Dlhodobo → ↑ resorpcia, osteoporóza; krátkodobo zvyšujú osteoblasty.

Q: Čo je osteoporóza?
A: Znížená kostná hmota + degradácia kostnej mikroštruktúry → fragilita.

Q: T-skóre pre osteoporózu?
A: < –2,5.

Q: Čo je osteopetróza?
A: Porucha osteoklastov → extrémne hustá kosť → slepota, hluchota, hematologické poruchy = zrastajú otvory v leke = poškodenie nervov

Q: Čo je osteomalácia?
A: Porucha mineralizácie osteoidu u dospelých.

Q: Čo je rachitída?
A: Detská forma osteomalácie – deformity kostry, deficit vitamínu D.

Q: Markery osteosyntézy – ktoré?
A: alkalická fosfatáza (ALP) = kostný izoenzým
osteokalcin
PINP, PICP

Q: Markery resorpcie kosti?
A: DPD, PYD - detekované v moči
kyslá fosfatáza (ACP)
CTX-I, NTX-I, ICTP

Q: Čo je osteokalcin?
A: Hlavný nekolagénový proteín osteoidu, ktorý akumuluje Ca2+ v mieste mineralizace, marker osteosyntézy.

Q: Čo je CTX-I?
A: C-terminálny priečne viazaný telopeptid kolagénu I – marker resorpcie (katepsín K).

Q: Ktoré markerové priečnej väzby v moči ukazujú resorpciu kosti?
A: Deoxypyridinolin (DPD), pyridinolin (PYD).

Q: Aká je typická primárna štruktúra fibrilárnych proteínov?
A: vysoký obsah Gly a Pro

Q: Aké sú typické postranslačné hydroxylace fibrilárnych proteinov?
A: Hyp, (Hyl) - hydroxyprolín a hyroxylysín
Hyp v kolagene a málo v elastine
Hyl iba v kolagene v elastine nie je

Q: Ako prebieha biosytéza elastinu?
A: fibrilín je kostra na ktorú sa ukladá elastín = správne usporiadanie, orientáciu, rovnomerné ukladanie

Q: MMP-8
A: neurofilová kolagenáza
degraduje fibrilárne kolageny, fibronektin

Q: MMP-13
A: kolagenáza 3, degraduje fibriláne kolageny