Connective Tissue

1 Introduction.- 1. General Considerations.- 2. Methodology.- 2 The Tissues.- 1. Principles.- 2. Molecular Unity and Diversity.- 3. Morphology.- 3 Collagen.- 1. Identification.- 2. Chemical Structure.- a) Primary and Direct-Coded Structure.- b) Secondary and Non-Coded Structure.- i) Cross-Links.- ii) Aldehydes.- iii) Hydroxyl Groups.- iv) Carbohydrate Groups.- v) Other Functional Groups.- 3. Aggregate Forms.- 4. Stability.- 5. Comparative Biochemistry.- 6. Invertebrate Collagen.- a) Porifera.- b) Coelenterata.- c) Platyhelminthes.- d) Annelida.- e) Aschelminthes.- f) Arthropoda.- g) Mollusca.- h) Brachiopoda.- i) Echinodermata.- 7. Deuteros tomia.- 8. Chordata Acrania Collagen.- a) Urochordata (Tunicata).- b) Cephalochordata.- 9. Chordata Craniata (Vertebrate) Collagen.- a) Cyclostomata.- b) Chondrichthyes (Cartilage Fish).- i) Dermal Collagen.- ii) Elastoidin.- iii) Ovokeratin.- iv) Cornea.- c) Osteichthyes (Bony Fish).- d) Reptilia and Amphibia.- e) Aves.- f) Mammalia.- 10. Basement Membranes and Vitrosin.- 11. Biosynthesis.- a) Polypeptide Synthesis.- b) Hydroxylation.- c) Glycosylation.- d) Aldehyde Formation.- 12. Immunology.- 13. Evolution.- a) General Considerations.- b) Variation in Thermal Stability.- i) Correlation with Composition.- ii) Correlation with Environmental Temperature.- iii) Biological Significance.- c) Fossils.- d) Origins and Remote Ancestry.- e) Molecular Phylogeny 6.- i) Amino Acid Composition.- ii) Amino Acid Sequence.- iii) Secondary Chemical Structure.- 14. Development and Aging.- 4 Elastin.- 1. Identification.- 2. Primary Structure.- 3. Secondary Chemical Features.- a) Cross-Links.- b) Aldehydes.- c) Hydroxylation.- 4. Fibril Organization.- 5. Comparative Biology.- 5 Structural Glycoproteins.- 1. Characterization.- a) Definition.- b) Structure.- c) Biosynthesis.- d) Immunology.- e) Biological Function.- 2. Invertebrate.- 3. Vertebrate.- a) Aorta.- b) Ligament and Tendon.- c) Skin.- d) Cartilage.- e) Bone, Enamel, and Dentin.- f) Cornea.- g) Brain.- h) Other Sources.- 4. Conclusions.- 6 Polyanionic Proteoglycans.- 1. Characterization as Parent Types.- a) Glycosaminoglycans.- i) Hyaluroriate.- ii) Chondroitin 4-Sulfate, Chondroitin 6-Sulfate.- iii) Dermatan Sulfate (Chondroitin Sulfate B).- iv) Keratan Sulfate.- v) Heparan Sulfate.- vi) Heparin.- b) Proteoglycosaminoglycan of Cartilage and Notochord.- i) Parent Type.- ii) Relationship to Skeletal Keratan Sulfate.- iii) Aggregates.- c) Other Proteoglycosaminoglycans.- i) Skeletal Keratan Sulfate.- ii) Corneal Keratan Sulfate.- iii) Dermatan Sulfate.- iv) Hyaluronate.- v) Heparan Sulfate.- vi) Heparin.- 2. Structure of the Linkage Region.- a) Proteoglycans of Chondroitin Sulfate Type.- i) Vertebrates.- ii) Invertebrates.- b) Proteoglycans of Other Types.- i) Dermatan Sulfate.- ii) Corneal Keratan Sulfate.- iii) Skeletal Keratan Sulfate.- iv) Hyaluronate.- v) Heparin.- vi) Heparan Sulfate.- 3. Comparative Macromolecular Structures of Proteoglycans.- a) Cyclostomes.- b) Chondrichthyes.- c) Osteichthyes.- d) Amphibia.- e) Reptiles.- f) Birds.- g) Mammals.- h) Invertebrates.- 4. Biosynthesis.- a) Precursors.- i) Vertebrates.- ii) Invertebrates.- b) Assembly of Biosynthetic Units in Vertebrates.- i) Chondroitin Sulfate Type.- ii) Dermatan Sulfate Type.- iii) Heparin and Heparan Sulfate Types.- iv) Keratan Sulfate Types.- v) Hyaluronic Acid.- c) Assembly of Biosynthetic Units in Invertebrates.- d) Regulation of Biosynthesis.- 5. Immunology.- 6. Evolutionary Relationships.- a) Proteoglycans of Cartilage and Notochord.- i) Macromolecular Architecture.- ii) Polypeptide Structure.- iii) Glycan Structure.- b) Other Proteoglycans.- c) Perspectives.- 7 Polyanionic Glycans of Cartilage, Bone and Notochord.- 1. Biological Significance.- a) Cartilage and Bone.- b) Notochord.- c) Taxonomic Interpretation.- 2. Invertebrates 12.- a) Annelida.- b) Mollusca.- i) Gastropod Odontophore Cartilage.- ii) Cephalopod Cartilage.- c) Arthropoda.- d) Evolution.- 3. Lower Deuterostomia.- 4. Vertebrates.- a) Cyclostomata.- i) Hagfish.- ii) Lamprey.- b) Chondrichthyes.- i) Ratfish (Holocephali).- ii) Sharks (Pleurotremata) of Marine Habitat.- iii) Rays and Skates (Hypotremata) of Marine Habitat.- iv) Marine Sharks of Fresh Water.- v) Rays of Freshwater Habitat.- vi) Conclusions.- c) Osteichthyes.- i) Actinopterygii.- ii) Dipnoi.- iii) Crossopterygii.- d) Tetrapoda.- i) Amphibia.- ii) Reptilia.- iii) Aves.- iv) Mammalia.- 5. Calcified Cartilage, Bone and Teeth.- 6. Discussion.- 8 Polyanionic Glycans in Development and Aging of Vertebrate Cartilage.- 1. General Considerations.- 2. Lower Vertebrates.- 3. Amphibia.- 4. Birds.- 5. Mammals.- a) Rat.- b) Hog.- c) Rabbit.- d) Ox.- e) Man.- i) Histochemical Studies.- ii) Chemical Studies.- 6. Discussion.- a) Functional Roles of Proteoglycans.- b) Embryonic Development and Maturation.- c) Aging.- 9 Polyanionic Glycans of Other Tissues.- 1. Introduction.- 2. Invertebrates.- a) Protista.- b) Porifera.- c) Coelenterata.- d) Annelida.- e) Arthropoda.- f) Mollusca.- i) Mucins.- ii) Glycans of Shell and Mantle.- iii) Mactin and Spisulan.- iv) Glycans of Cephalopod Eye and Skin.- g) Brachiopoda.- h) Echinodermata.- 3. Chordata Acrania.- a) Urochordata (Tunicata).- b) Cephalochordata.- 4. Chordata Craniata (Vertebrata).- a) Skin.- i) Cyclostomes.- ii) Chondrichthyes.- iii) Osteichthyes.- iv) Amphibia.- v) Aves.- vi) Mammalia.- b) Cornea.- i) Chondrichthyes.- ii) Osteichthyes.- iii) Reptilia.- iv) Aves.- v) Mammalia.- c) Vitreous and Other Tissues of the Eye.- i) Vitreous.- ii) Other Tissues of the Eye.- d) Blood Vessels.- i) Man.- ii) Other Vertebrates.- e) Intervertebral Disc.- f) Eggs and their Matrices.- i) Teleosts.- ii) Amphibia.- iii) Birds.- iv) Mammals.- g) Neural Tissues.- h) Electroreceptors and Electric Organs.- i) Electroreceptors.- ii) Electric Organs.- i) Cells that Store Glycosaminoglycans.- i) Leukocytes.- ii) Kurloff Cells.- iii) Mast Cells.- j) Tumors.- k) Some Other Sources.- i) Body Fluids.- ii) Kidney.- iii) Liver.- iv) Umbilical Chord (Human).- v) Placenta.- vi) Tendon.- vii) Rooster Comp.- viii) Allantoic Fluid.- ix) Toad Venom.- x) Lungs and Gills.- 5. Discussion.- a) Origins and Taxonomy.- b) Development and Aging.- c) Evolution.- 10 Molecular Interrelationships and Functions.- 1. General Considerations.- 2. Primary Level - Molecular Properties.- a) Collagen.- b) Elastin.- c) Polyanionic Proteoglycans.- i) Conformation and Molecular Size.- ii) Cation Binding.- iii) Water Binding and Osmotic Pressure.- iv) Molecular Exclusion.- 3. Macromolecular Interactions.- a) Primary (Homotypic) Interactions.- i) Collagen.- ii) Elastin.- iii) Polyanionic Proteoglycans.- iv) Structural Glycoproteins.- b) Secondary (Heterotypic) Interactions.- i) Collagen.- ii) Elastin.- iii) Polyanionic Glycans and Proteoglycans.- iv) Structural Glycoproteins.- c) Tertiary (Complex Heterotypic) Interactions.- i) Collagenous Structures.- ii) Elastic Structures.- iii) Polyanionic Glycans and Proteoglycan Structures.- iv) Structural Glycoprotein Structures.- 4. The Tissues.- a) Skin.- b) Cornea.- c) Vitreous.- d) Cartilage.- 5. Extrinsic Factors Influencing Function.- a) Mechanical Factors - Physical Feedback.- b) Matrix Macromolecules - Chemical Feedback.- i) Biosynthesis of Matrix.- ii) Interactions between Cells.- 6. Conclusions.- 11 Conclusion.- References.