Development of Fluorescently Labeled, Functional Type I Collagen Molecules

纤维发生 纤维 化学 生物物理学 细胞外基质 Ⅰ型胶原 动力学 胶原纤维 生物化学 生物 量子力学 物理 内分泌学
作者
Seyed Mohammad Siadat,Alexandra A. Silverman,Monica E. Susilo,Jeffrey A. Paten,Charles A. DiMarzio,Jeffrey W. Ruberti
出处
期刊:Macromolecular Bioscience [Wiley]
卷期号:22 (3) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/mabi.202100144
摘要

While de novo collagen fibril formation is well-studied, there are few investigations into the growth and remodeling of extant fibrils, where molecular collagen incorporation into and erosion from the fibril surface must delicately balance during fibril growth and remodeling. Observing molecule/fibril interactions is difficult, requiring the tracking of molecular dynamics while, at the same time, minimizing the effect of the observation on fibril structure and assembly. To address the observation-interference problem, exogenous collagen molecules are tagged with small fluorophores and the fibrillogenesis kinetics of labeled collagen molecules as well as the structure and network morphology of assembled fibrils are examined. While excessive labeling significantly disturbs fibrillogenesis kinetics and network morphology of assembled fibrils, adding less than ≈1.2 labels per collagen molecule preserves these characteristics. Applications of the functional, labeled collagen probe are demonstrated in both cellular and acellular systems. The functional, labeled collagen associates strongly with native fibrils and when added to an in vitro model of corneal stromal development at low concentration, the labeled collagen is incorporated into a fine extracellular matrix (ECM) network associated with the cells within 24 h.
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