胶原的来源及制备

  

胶原的来源及制备

 

      胶原是动物体中分布最广、含量最多的蛋白质,与生物体组织器官的形成、衰老和疾病有关。它不仅是生命科学研究的重要课题,同时作为重要的生物医用材料在美容护肤、组织工程和功能食品等领域中有广泛的应用。目前对于胶原来源及制备的研究已经有了不少的成果。

      胶原通常从富含胶原纤维的组织,如皮肤、肌腱、骨骼等组织中提取。根据胶原制备相关的文献显示,其使用的原材料一般分为以下几种:1.牛腱、鼠尾腱等动物肌腱;2.牛皮、猪皮、羊皮等哺乳动物皮;3.鱼皮、牛蛙皮等水产动物皮;4.软骨;5.肌肉;6.骨、鱼鳞等硬组织;7.废灰碱牛皮、猪硝皮等制革废皮边角料;8.鸟足等其他动物组织;9.人胎盘、肺小叶、胎骨等人类组织或修饰与重组人胶原的基因工程菌;10.皮、肌腱、软骨等组织的细胞培养液。

  胶原蛋白种类繁多,不同动物、不同组织、不同年龄的原料来源所含胶原的类型也不尽相同。 常见的胶原类型及其常用的原材料可参考下列图表。

 

常见胶原类型

常用原材料

I型

猪皮、人胎盘、成年家兔等

II型

牛软骨、兔关节软骨等

III型

大鼠皮、牛皮、鸡皮、家兔等

IV型

鸡胗、牛动脉、人胎盘等 

       胶原为稳定的三维网状结构,并且部分胶原与其他细胞间质相互作用紧密,在水中的溶解度很低。目前提取的方法分为中性盐法、碱法、酸法和酶法,其中碱法容易造成胶原水解而不常用。中性盐法一般采用0.15-0.45mol/L的NaCl溶液,能够溶解部分未能共价交联或在体内未成熟的胶原;酸法多采用0.05-0.5mol/L的醋酸或0.15mol/L的柠檬酸溶液,使组织肿胀打开化学共价键将更多胶原溶解出来;酶法一般使用胃蛋白酶或木瓜蛋白酶,能够水解胶原端肽而不破坏其三股螺旋结构,使难溶的胶原也能被溶解。

       在提取胶原前,一般需要对原材料进行预处理,去掉其中的非胶原成分。如,使用有机溶剂(如丙酮)抽提出脂肪、使用EDTA对软骨组织进行脱钙、使用盐酸胍去除蛋白多糖等。

       粗提的胶原一般需要用不同浓度的NaCl或硫酸铵进行盐析,以达到初步分离纯化的效果。后续可再选择合适的色谱或电泳方法进行纯化。

 

参考资料

《胶原与胶原蛋白》,蒋挺大,2006

《胶原物理与化学》,汤克勇,2012

《胶原化学》,李国英、刘文涛,2013

  

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