第8期 高分子通报 图1偏振光显微镜(PLM)观察不同结缔组织胶原纤维的形态[10-11 a.角膜或鱼鳞的层状结构;b.骨单位中的胆甾相液晶;c.腱中波状结构的预胆甾相液晶;d.真皮中网状结构 Figure 1 Collagen fi brillar arrangements in various connective tissues by PLM (a)fish scale or the cornea: (b) bone osteon;(c) tendon (crimp structure):(d)dermis of skin 结构生物学研究表明,体现结缔组织各种生物物理性能的是超分子胶原液晶结构,其结构基础是动 物体内最丰富的纤维蛋白分子I型胶原。迄今为止,通过电子显微镜(EM)和Ⅹ射线衍射(XRD)等研究 发现,典型的胶原复杂层次结构(如图2所示)表现为,五个胶原分子首先组装为微纤维( microfibril),微 纤维组装成类似六边形晶体的原纤维( fibril)12,原纤维再组装成纤维( fiber)或纤维束( fiber bundle)等 大聚集体,进而形成组织和器官。 Microfibril: Subibril Fibril Fibroblasts 15nm 3.5nm 10-20mm 50-500mm50300gm 100-500pm 图2腱的层次结构 Figure 2 Consecutive fibril packing in the tendon 尽管各种组织的结构与性能随胶原蛋白超纤维层次结构和量的变化而不同,但以Ⅰ型胶原分子为基 本结构的超纤维有序体,介于各向异性晶体(有序周期结构)和各向同性液体(无规结构)之间近似液晶结 构,如角膜和鱼鳞中的薄层结构类似胆甾相液晶,腱的波状结构相似于预胆甾相液晶排列。动物体内许 C1994-2013ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net图１ 偏振光显微镜（ＰＬＭ）观察不同结缔组织胶原纤维的形态［１０～１１］ ａ．角膜或鱼鳞的层状结构；ｂ．骨单位中的胆甾相液晶；ｃ．腱中波状结构的预胆甾相液晶；ｄ．真皮中网状结构 Ｆｉｇｕｒｅ１ ＣｏｌｌａｇｅｎｂｒｉｌｌａｒａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅｔｉｓｓｕｅｓｂｙＰＬＭ （ａ）ｓｈｓｃａｌｅｏｒｔｈｅｃｏｒｎｅａ；（ｂ）ｂｏｎｅｏｓｔｅｏｎ；（ｃ）ｔｅｎｄｏｎ（ｃｒｉｍｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）；（ｄ）ｄｅｒｍｉｓｏｆｓｋｉｎ 结构生物学研究表明，体现结缔组织各种生物物理性能的是超分子胶原液晶结构，其结构基础是动 物体内最丰富的纤维蛋白分子Ι型胶原。迄今为止，通过电子显微镜（ＥＭ）和 Ｘ 射线衍射（ＸＲＤ）等研究 发现，典型的胶原复杂层次结构（如图２所示）表现为，五个胶原分子首先组装为微纤维（ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ），微 纤维组装成类似六边形晶体的原纤维（ｆｉｂｒｉｌ）［１２］，原纤维再组装成纤维（ｆｉｂｅｒ）或纤维束（ｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅ）等 大聚集体，进而形成组织和器官。 图２ 腱的层次结构［１３］ Ｆｉｇｕｒｅ２ Ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅｆｉｂｒｉｌｐａｃｋｉｎｇｉｎｔｈｅｔｅｎｄｏｎ 尽管各种组织的结构与性能随胶原蛋白超纤维层次结构和量的变化而不同，但以Ⅰ型胶原分子为基 本结构的超纤维有序体，介于各向异性晶体（有序周期结构）和各向同性液体（无规结构）之间近似液晶结 构，如角膜和鱼鳞中的薄层结构类似胆甾相液晶，腱的波状结构相似于预胆甾相液晶排列。动物体内许 第８期 高 分 子 通 报 · ７３ ·