Effects of Cysteine Proteases on the Structural and Mechanical Properties of Collagen Fibers
Notice bibliographique
Résumé
Excessive cathepsin K (catK)-mediated turnover of fibrillar type I and II collagens in bone and cartilage leads to osteoporosis and osteoarthritis. However, little is known about how catK degrades compact collagen macromolecules. The present study is aimed to explore the structural and mechanical consequences of collagen fiber degradation by catK. Mouse tail type I collagen fibers were incubated with either catK or non-collagenase cathepsins. Methods used include scanning electron microscopy, protein electrophoresis, atomic force microscopy, and tensile strength testing. Our study revealed evidence of proteoglycan network degradation, followed by the progressive disassembly of macroscopic collagen fibers into primary structural elements by catK. Proteolytically released GAGs are involved in the generation of collagenolytically active catK-GAG complexes as shown by AFM. In addition to their structural disintegration, a decrease in the tensile properties of fibers was observed due to the action of catK. The Young's moduli of untreated collagen fibers versus catK-treated fibers in dehydrated conditions were 3.2 ± 0.68 GPa and 1.9 ± 0.65 GPa, respectively. In contrast, cathepsin L, V, B, and S revealed no collagenase activity, except the disruption of proteoglycan-GAG interfibrillar bridges, which slightly decreased the tensile strength of fibers. Background: Collagen macromolecules are biologically relevant substrates in tissue remodeling and bone-related diseases. Results: We investigated the action of cysteine proteases on the structural integrity and mechanical functionality of collagen fibers. Conclusion: Using ultrastructural and biochemical techniques, we present a model of collagen fiber degradation via cathepsin K. Significance: Our data provide new insights in matrix degradation and may allow new strategies to inhibit it.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».