背景[1-3]
牛皮膠原蛋白是一種從牛皮中提取的天然蛋白質(zhì),也稱為I型膠原蛋白。它是一種纖維狀蛋白質(zhì),由三條相同的α鏈組成,形成一個三重螺旋結(jié)構(gòu)。牛皮膠原蛋白在醫(yī)學(xué)和生物工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
在醫(yī)學(xué)上,牛皮膠原蛋白被用于制備人工皮膚、骨骼支架和血管支架等醫(yī)療器械。由于其良好的生物相容性和生物降解性,這些產(chǎn)品可以促進(jìn)組織再生和修復(fù)。此外,牛皮膠原蛋白還被用于制備藥物緩釋系統(tǒng)和微膠囊等藥物載體。
在生物工程領(lǐng)域,牛皮膠原蛋白被用于制備生物材料和組織工程產(chǎn)品。例如,通過將牛皮膠原蛋白與其他生物材料結(jié)合,可以制備出具有特定性能的人工骨骼、關(guān)節(jié)和血管等組織工程產(chǎn)品。此外,牛皮膠原蛋白還可以用于制備生物傳感器和生物芯片等生物技術(shù)產(chǎn)品。

牛皮膠原蛋白
牛皮膠原蛋白具有以下特點:
源自新鮮牛皮,原材料經(jīng)過高溫脫脂滅菌處理,安全衛(wèi)生。
提取過程完全控制在相對較低的溫度狀態(tài)下(60℃)下進(jìn)行,有效保留了新鮮牛骨中的有效成分和新鮮度。
具有良好的生物相容性和生物活性,易于被人體吸收利用。
具有高純度、高分子量、高穩(wěn)定性等特點,能夠滿足不同領(lǐng)域的需求。
具有廣泛的適用性,可以用于食品、化妝品、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
應(yīng)用[4-5]
牛皮膠原蛋白可以用于不同物種皮膚來源的膠原蛋白和糖胺聚糖的結(jié)構(gòu)與免疫活性研究
研究豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、驢皮膠原蛋白和GAG的結(jié)構(gòu)和免疫活性差異,探究不同物種的膠原蛋白和GAG的結(jié)構(gòu)與免疫活性間是否有聯(lián)系,以及膠原蛋白和GAG的免疫促進(jìn)作用是否有協(xié)同性。結(jié)構(gòu)部分主要借助液相與質(zhì)譜聯(lián)用的分析技術(shù)來完成,而免疫活性部分用巨噬細(xì)胞來做評測。
研究成果如下:1.豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、驢皮膠原蛋白的提取及分析模擬動物皮膠類產(chǎn)品的熬制過程,從豬皮、牛皮和驢皮中用熱提取的方法提取出膠原蛋白粗品(Z-P、N-P和L-P),鮮皮中的提取率分別為49.08%、41.72%和46.23%。根據(jù)BCA法測蛋白濃度的結(jié)果,計算制備的Z-P、N-P和L-P的蛋白純度分別為93.00%、95.00%和92.00%。納升液相色譜-二級質(zhì)譜聯(lián)用(NanoLC-MS/MS)結(jié)果顯示,三種動物皮中提取的膠原蛋白粗品中均含有其他蛋白,為白蛋白和原纖維蛋白。
2. 豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、驢皮膠原蛋白來源的糖胺聚糖的提取及分析對豬皮、牛皮和驢皮進(jìn)行預(yù)處理、酶解除蛋白、GAG粗品醇沉、GAG純化的步驟后,得到三種動物皮的GAG精品(Z-G、N-G和L-G)。鮮皮中的提取率分別為0.10%、0.14%和0.09%。根據(jù)DMMB法測GAG濃度的結(jié)果,計算制備的Z-G、N-G和L-G的純度分別為90.40%、91.95%和96.65%。然后對制備的GAG完全酶解后,進(jìn)行液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜-多反應(yīng)監(jiān)測(LC-MS/MS-MRM)分析。結(jié)果顯示制備的三種動物皮的GAG組成相似,約為61-66%的硫酸乙酰肝素(HS)和34-39%的硫酸軟骨素(CS)。它們的HS和CS的二糖組成和結(jié)構(gòu)有異同點。從二糖組成來看,相同點為均不含有ΔTriSCS,不同點為L-G的ΔIS-ΔIVS較多而ΔIA-ΔIVA較少。從二糖的結(jié)構(gòu)來看,相同點為三種皮CS的二糖結(jié)構(gòu)差距不大,HS的葡糖胺(GlcN)的6位硫酸化程度比較高。而不同點為L-G的HS的葡糖胺(GlcN)的N位硫酸化程度較高,乙?;潭容^低。
3.豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、驢皮膠原蛋白和糖胺聚糖對巨噬細(xì)胞的非特異性免疫功能的影響使用制備的Z-P、N-P、L-P、Z-G、N-G、L-G、Z-P+G、N-P+G和L-P+G作為藥物添加到小鼠單核巨噬細(xì)胞白血病細(xì)胞(RAW264.7)的培養(yǎng)基中,通過CCK-8法和中性紅法分別測定RAW264.7細(xì)胞的增殖能力和吞噬能力,來研究三種皮的膠原蛋白和GAG的免疫活性。首先用L-P、L-G和L-P+G探究促RAW264.7細(xì)胞增殖和吞噬的最適濃度,結(jié)果分別為50μg/mL的膠原蛋白、50μg/mL的GAG、膠原蛋白和GAG各50μg/mL。然后用對應(yīng)的以上濃度的Z-P、N-P、L-P、Z-G、N-G、L-G、Z-P+G、N-P+G和L-P+G進(jìn)行促RAW264.7細(xì)胞增殖和吞噬的能力的比較。所有的組別均能提高RAW264.7細(xì)胞的增殖和吞噬能力。
參考文獻(xiàn)
[1]Mechanics and structural stability of the collagen triple helix.Michael WH Kirkness;;Kathrin Lehmann;;Nancy R Forde.Current Opinion in Chemical Biology,2019
[2]Glycosaminoglycans from bovine eye vitreous humour and interaction with collagen type II..Peng Yanfei;;Yu Yanlei;;Lin Lei;;Liu Xinyue;;Zhang Xing;;Wang Peipei;;Hoffman Pauline;;Kim So Young;;Zhang Fuming;;Linhardt Robert J.Glycoconjugate journal,2018
[3]Coupling matrix-assisted ionization with high resolution mass spectrometry and electron transfer dissociation to characterize intact proteins and post-translational modifications..Chen Bingming;;Lietz Christopher B;;Li Lingjun.Analytical and bioanalytical chemistry,2018
[4]Lung collagens perpetuate pulmonary fibrosis via CD204 and M2 macrophage activation..Mirjam Stahl;;Jonas Schupp;;Benedikt J?ger;;Michael Schmid;;Gernot Zissel;;Joachim Müller-Quernheim;;Antje Prasse.PLoS ONE,2017
[5]肖瑞祺.不同物種皮膚來源的膠原蛋白和糖胺聚糖的結(jié)構(gòu)與免疫活性研究[D].山東大學(xué),2021.