胶原蛋白与重组胶原蛋白的研究进展

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1、第31卷第1期明胶科学与技术V01．31．No．120l1年3月TheScienceandTechnologyofGelatinMar．20n．e，e，{j综述评论墨3‘／‘胶原蛋白与重组胶原蛋白的研究进展陈光徐珍珍吴铭吉林农业大学生命科学学院，吉林长春130118摘要：简要介绍了胶原蛋白的概况、类型、分布有一般蛋白质的化学性质，如发生氨基反应、及其制备方法；阐述了胶原蛋白独特的理化特羧基反应、胍基反应、甲硫基反应、羟基反应、性和优良的生物相容性以及在化妆品、医药、显色反应、非酶磷酸化、交联反应、氧化一还原饲料、工业等相关领域的应用；简述利用基因反应、与金属离子作用

2、、与表面活性剂作用等；工程技术生产重组胶原蛋白的研究进展和发另外，还能与酸、碱反应发生胶解，具有自身特展前景。定的等电点。由于胶原蛋白分子表面有许多极性侧基，赋予其非同一般的吸水性能，可以关键词：胶原蛋白；重组胶原蛋白；类型；应用结合自身质量10倍以上的水，而其本身不溶于水。1胶原蛋白概述目前发现的胶原蛋白家族大约有21个成胶原蛋白(Collagen)是一种白色的多肽一员，根据其结构复杂的多样性可以划分为：纤蛋白质，广泛地存在于动物骨、腱、软骨和皮肤维胶原、微纤维胶原、非纤维胶原蛋白、六边网及其它结缔组织中J，是细胞外基质(ECM)状胶原、锚定胶原蛋白、跨膜胶原蛋白

3、、基膜胶的主要成分，约占动物体胶原纤维固体物的原蛋白及其他有特殊作用的胶原uJ。其中胶85％，占体内蛋白质总量的25％一3O％，具有原家族90％都是纤维胶原，在组织中分布广支撑器官、保护机体的功能。泛。作为一种纤维蛋白，胶原蛋白基本组成单位是原胶原分子。原胶原分子是由三股a2胶原蛋白的生物学功能和应用螺旋结构的肽链缠绕形成的纤维状蛋白，长度2．1胶原蛋白在人体内的作用约为300nm，直径约1．5nm，分子量为300kDa。(1)保护皮肤，使皮肤具有适当的弹性。胶原中含有大量的甘氨酸，约占总氨基酸残基胶原蛋白占皮肤成分的70％。皮肤有如一个的三分之一，其一级结构(肽链

4、)为(Gly—X—大套子紧紧包住身体各处，表面积相当大。人Y)重复序列，而X和Y主要是脯氨酸和羟脯体四肢活动时，皮肤中胶原蛋白发挥功能，使氨酸，含量高达15％～30％，这两种氨基酸为皮肤具有保护功能，又有适当弹性及坚硬度。胶原所特有。酪氨酸及蛋氨酸等必需氨基酸(2)使骨骼坚硬且有弹性。胶原蛋白能使含量低，而不含有色氨酸。因此，从营养角度得钙质与骨细胞结合，不致流失。胶原蛋白在上看，胶原属于不完全蛋白质。体内可以使骨骼与肌肉相联。骨与骨相连接胶原蛋白含有少量的半乳糖和葡萄糖，具部分，如膝盖、关节等软骨组织主要成分也是作者：陈光(1961一)，女，汉族，吉林德惠人，教授

5、，博士生导师，研究方向：酶工程。★*联系人：吴铭e—mail：mangomail@163．tom·2·明胶科学与技术胶原蛋白，使得运动时筋骨可保持柔软并具有酸，最后被机体利用或排出。因此，胶原的这弹性。此外，牙齿的坚硬而富有弹性也与胶原种可控生物降解性，对于生物医学材料来说，蛋白密不可分。是非常难能可贵的，可以制作人造器官进行移(3)使肌肉细胞互相连接，并使其富有弹植。性和光泽。肌肉主要由肌纤蛋白及肌球蛋白构成，而胶原蛋白则可以使细胞与细胞进行粘3胶原蛋白的生产合，同时也是身体构成材料之一。胶原蛋白分3．1传统提取法子所形成的立体骨架可以使身体保持良好姿生产胶原蛋白

6、传统的制备方法是目前最势，并呈现适当柔软度。主要的方法，即利用酸、碱水解法从动物结缔(4)胶原蛋白能使眼睛透光，眼角膜保持组织(猪皮、牛皮、驴皮、鱼等)中提取胶原蛋透明。白，提取过程中会或多或少丧失其部分的生物(5)保护及强化内脏功能。活性，并且提取产品的成分非常复杂。除了2．2胶原蛋白的基本生物学性能酸、碱法外，还有酶解法提取胶原蛋白，该法具(1)止血性能：血管内膜损伤后暴露出的有较高的回收率、水解反应速度快、时间短等内膜下组织主要是胶原，可激活局部凝血过程优点。。常用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和胃蛋而生成由纤维蛋白多聚体构成的血凝块，与血白酶对猪皮进行胶原蛋白的提取，

7、得到的酶解小板一起组成牢固的血栓，控制出血。可见，提取物在分子量、特性粘度、羟基脯氨酸含量天然的胶原聚集体本身就是很好的止血剂J。等方面有着不同程度的区别，其应用领域也不’(2)低免疫原性：虽然胶原是大分子物质，尽相同。但是从动物组织提取的胶原蛋白为但结构重复性大，可溶性胶原的免疫性很低，水不溶性蛋白，也不可能在不改变分子量的情不溶性胶原的免疫性更低，一般机体不对其产况下重新溶解。因此，从动物提取的胶原蛋白生慢性排斥反应。因此，由胶原制备的异体组可加工性很弱，直接限制了其许多潜在用途的织器械，如猪或牛的心包、心脏瓣膜，可以长期开发。胶原蛋白在医学上应用己经有几十