胶原蛋白的前景

【概述】

水解胶原蛋白是胶原的水解产物，水解胶原蛋白中有 18 种氨基酸，其中 7 种是人类必需氨基酸。胶原蛋白中的甘氨酸占 27 %；脯氨酸和羟脯氨酸共占约 25 %，其中羟脯氨酸是胶原蛋白所特有的，对胶原蛋白稳定性的维持具有极大作用；丙氨酸、谷氨酸的含量也比较高，约占 9 %和 10 %；同时还含有一定量的精氨酸和天冬氨酸。常用的水解方法有酸法、碱法、酶法。酸、碱法具有成本小、操作简单的优点，但是会导致胶原蛋白变性；酶法是目前的方法，但是其成本太高。

【简介】

胶原广泛存在于动物体内，占整个体内蛋白总量的25%左右。胶原存在于动物的各个组织之中，如皮肤、骨、软骨、血管、牙齿及肌腱等，其中在皮和骨中含量最多，约占胶原总量的 90 %。胶原最典型的结构是三股螺旋结构，由两条 a(Ⅰ) 链，一条 a(Ⅱ)链组成，每一条α肽链都是都是单股左手螺旋，这 3 条左手螺旋肽链以右手螺旋形式缠绕成右手复合螺旋结构，并使得氨基酸排列呈现出 Gly- X -Y周期规律。而非三螺旋是细胞外基质重要组成部分。结构决定性质，所以这些结构特征使得胶原蛋白具有良好的生物降解性、热稳定性、生物相容性和低免疫原性等。

【分类】

胶原蛋白主要存在于生物体的骨骼与皮肤中。当前，关于胶原蛋白的定性有两种说法，一种说法称其为结构蛋白，这也是当前比较普遍的说法，结缔组织之所以具有较强的机械力学性能，其主要原因在于机体各组织中含有丰富的胶原蛋白，而胶原蛋白对器官具有一定的支撑作用，同时又可对机体产生一定的保护。另一种说法称胶原蛋白为功能蛋白，主要是从其作为营养功能型蛋白的角度来考虑的，各器官、组织的功能与胶原蛋白的含量息息相关，所以，我们称其是一种功能型蛋白。

现在胶原蛋白的科学定义是：细胞外基质的结构蛋白质，分子中至少应该有一个结构域具备α链，并由其组成的三股螺旋构象（即胶原域）。目前，根据亚基和亚单位链组成的不同，已经发现的胶原蛋白类型超过27种。不同种类胶原蛋白的组织分布及组成有所差异。I-III 型的间隙胶原蛋白主要存在于生物体骨骼和肌腱的细胞之间；IV-VII 的基膜胶原蛋白主要存在于脏器中，软骨胶原蛋白 IX-XI 在生物体中含量很少。

【前景】

胶原蛋白是细胞外基质（ECM）的主要成分，是一类在生物体内广泛存在的纤维状结构蛋白质。在生物体内，胶原蛋白与聚多糖等成分一起形成精密有序的细胞间网络结构，正是因为胶原纤维重组形成的多孔网状结构为细胞的生长、发育提供了三维空间和力学支撑，这对其在医用生物材料领域的应用具有重要的意义。传统的胶原蛋白海绵支架不能满足长期执行细胞支架功能的需要。交联是目前认为改善胶原基医用生物材料机械性能缺陷的有效方法之一，但常见的交联方式又存在细胞毒性或胶原蛋白变性等缺陷，因此，亟需要寻找一种既不会破坏胶原结构，保留其完整的生物学性能，又不会引入有害物质的方法。自聚集是指天然胶原蛋白单分子能在适宜的体外条件下，经过有规则的分子重排，形成具有与生物体内结构类似的胶原纤维。

【参考文献】

[1]李杰. 鱼源胶原蛋白的制备、性能分析及其自聚集构建生物材料的研究[D].青岛科技大学,2017.

[2]王琳. 胶原蛋白的改性及其发泡性能研究[D].陕西科技大学,2017.

[3]张强,王倩倩,陆剑锋,吕顺,叶应旺,姜绍通,林琳.不同方法提取鲢鱼皮胶原蛋白的理化特性比较[J].现代食品科技,2014,30(05):104-110.