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 コラーゲンの基礎知識

セルマトリックスに代表される美肌成分のコラーゲンは動物の骨や軟骨、皮などに含まれ、90%以上が繊維状のタンパク質で糖質は1%以下です。私たちのからだを構成する全タンパク質30%を占めています。私たちの肌にとって大切なもので、皮膚組織に分布して正しい線維構造を維持していることが、私たちの美しい潤いある肌を保つためには極めて大切なことなのです。

「コラーゲンの構造」

コラーゲンの分子量は約30万で、分子量が約10万の3本のポリペプチド鎖から構成されています。そのポリペプチド鎖を構成する全アミノ酸の3分の1がグリシンであり、そのアミノ酸の配列を調べてみると、グリシンは正確に3つ目ごとに存在しています。つまり、コラーゲンのポリペプチド鎖は「−グリシン−アミノ酸X−アミノ酸Y−」の繰返しでできていて、アミノ酸X或いはアミノ酸Yとしてはプロリン及びヒドロキシプロリン(プロリンが変換されたもの)が多く存在しています。3本のポリペプチド鎖うちの2本は同じ(α1)で、もう1本は異なる(α2)構造をもっています。3本のポリペプチド鎖は、縄をあむようにお互いに巻きついて、左巻きの螺旋を巻きながら、3本のポリペプチド鎖が合わさって、右巻きのらせんをつくっています。つまり、DNA二重らせんとは違って、コラーゲン分子の場合は複合三重螺旋と呼ぶべき構造をしています。ただし、分子の両端の短い部分は、らせんをつくっていません。この部分はテロペプチドとよばれ、架橋の形成や抗原性と関与しているのです。

「コラーゲンの機能」

コラーゲンは、様々な結合組織で重要な役目をしております。
@若干の弾力性もあり、特に、腱の主成分はコラーゲン線維がきちんと隙間なく配列したもので非常に強い力に耐えるようになっています。
A腱には、筋肉より発生した引っ張り力を骨などに伝え、運動を起こす際には非常に強い力がかかります。また、骨や軟骨の内部では、びっしりと詰め込まれたコラーゲン細線維が、骨や軟骨の弾力性を増すのに役立っており、衝撃により骨折などが起こることから守っています。
B皮膚の弾力性や強度などにも役立っています。
C従来から知られている機能とは別に、コラーゲンが、それに接する細胞に対して、増殖、分化シグナルを与える、情報伝達の働きも担っていることがわかってきています。

「コラーゲンの種類と分布」

コラーゲンの種類は30種類以上が知られています。見つけられた順番にI型、II型、III型・・・と名付けられています。
@I型は皮膚、皮、骨、腱などの主成分がコラーゲンであり、II型は軟骨の主成分のコラーゲンです。
AIII型は血管の壁などにあります。
人の皮膚の場合、胎児ではIII型コラーゲンはたくさんあり、全コラーゲンの50%を占め、新生児では約20%に下がり、10才以降ではさらに減少して約10%になります。
BI型コラーゲンの分子の長さは300nm、太さは1.5nmの棒のような形で、II型、III型も同じくらいの大きさで形も同じであります。
CIV型コラーゲンの分子はまるで異なり、分子の大きさはI型よりも大きく、三重らせんをもたない部分(非らせん部分)が分子の中にたくさん存在します。

   コラーゲンとビタミンCの関係

最も特徴的な性質は、α鎖が3つのアミノ酸で1回転する左巻きの螺旋構造をとっており、この左巻き螺旋構造のペプチド鎖が3本右巻きに巻き合って、ロープ状の右巻き3本鎖構造の分子になっています。アミノ酸配列は独特で、3番目ごとのアミノ酸がグリシンであるので、Collagen分子の基本的な構造はGly-X-Yです。
1本鎖あたりのアミノ酸残基は1050であり、そのなかの1/3近くはグリシン(Gly)、15〜30%はプロリン(Pro)と4-ヒドロキシプロリン(Hyp)残基です。3-ヒドロキシプロリン、5-ヒドロキシリシン残基もありますが、その含有量は少ないと思われます。プロリン残基はプロリン水酸化酵素により4-ヒドロキシプロリンに変換されるわけですが( 図1 )、プロリン水酸化酵素を活性化するためにはビタミンCが必要とされています。ビタミンCが不足すると4-ヒドロキシプロリンの含有量が減少すると共に、生成されるコラーゲンは正しい線維構造をとることが出来なくなり、皮膚の障害が発生することになります。
さらに、ビタミンCはプロリン水酸化酵素の鉄を還元状態(Fe2+)に保つ働きがあり、また、コラーゲン中のリシン残基のC5もリシン水酸化酵素によってプロリンの場合と同じような反応機構でリシン残基を水酸化します。
最近ではビタミンとコラーゲン入り飲料を通販でみかけます。通常の1本で買う価格よりもケースの方が経済的です。毎日維持して飲むことで効果があるようです。

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