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水解膠原蛋白是什么?
發布時間:2019-08-23 18:06:49116次瀏覽

 膠原蛋白對大多數人來說并不陌生,但說到水解膠原蛋白,很多人就不太清楚了。其實跟我們生活息息相關的正是水解膠原蛋白,本期特邀北京化工大學材料科學與工程學院教授黃雅欽為讀者解答——

 Q:水解膠原蛋白從何而來?

 A:這要從膠原蛋白講起,膠原蛋白主要存在于動物肌腱、韌帶、軟骨、皮膚等結締組織中,是由3條多肽鏈組成、具有三螺旋結構的一類蛋白質。

 目前,已經有29種同源和異源三聚體被識別出來,如Ⅰ型膠原蛋白、Ⅱ型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白……(幾種典型膠原蛋白的分布見下表)。這類所有的三聚體都具有共同的[Gly-X-Y]n 氨基酸重復序列不僅區分了膠原蛋白和其他蛋白質,還產生了膠原蛋白特征三螺旋結構。《高分子科學》第3卷第2期中提到,Ⅰ型膠原蛋白原纖維是所有結締組織中最主要的結構成分,起到結構支架的作用。

 在酸、堿、熱或酶的作用下,膠原蛋白會水解成為多肽混合物,也稱為水解膠原蛋白。目前,大多水解膠原蛋白是通過酶解法制備,采用的酶通常為胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶、堿性蛋白酶、蛋白酶E、鏈霉蛋白酶、膠原酶、菠蘿蛋白酶或木瓜蛋白酶等。

 Q:水解膠原蛋白主要采用哪些原料?

 A:水解膠原蛋白主要采用的原料為動物(包括牛、羊、豬、魚以及家禽)的皮、骨、筋、腱或者軟骨等結締組織,此外,也可以用水生動物的鰭、鱗等。

 Q:水解膠原蛋白的研究情況如何?

 A:膠原蛋白水解物的研究主要集中在以下幾個方面:

 抗氧化性:研究表明,相對于許多其他抗氧化肽,水解膠原蛋白在抑制脂質過氧化中更加有效,同時也能保護細胞免受自由基氧化損傷。水解膠原蛋白具有很強的自由基清除能力,隨著分子量的減小,其自由基清除能力增強。特定氨基酸的存在對于抗氧化活性不僅必不可少,而且氨基酸在多肽序列中的正確排序對抗氧化活性發揮起到了重要作用。

 《食品化學》中曾報道了美國克萊姆森大學教授Li Chen等人從豬皮膠原蛋白水解物中提取出了具有高抗氧化活性的多肽Gln-Gly-Ala-Arg。

 《生命科學》中也曾報道了這樣的研究,韓國釜慶國立大學博士Mendis等人從魷魚皮中提取出了具有自由基抑制能力的多肽Asn-Gly-Pro-Leu-Gln-Ala-Gly-Gln-Pro-Gly-Glu-Arg。

 抗高血壓:抗高血壓多肽是一種通過抑制血管緊張素轉換酶(ACE)活性降低血壓的多肽分子。由于ACE的活性位點不能匹配到多肽大分子上,因此這些多肽分子大部分都有相對較短的序列和低分子量。膠原蛋白通過適當酶解后,可以得到抗高血壓的多肽。

 《食品膠體》(中就提到,相關研究者不僅從陸生動物膠原(如豬皮膠原蛋白、牛皮膠原蛋白、雞腿骨膠原蛋白等)中提取出了強效的ACE抑制劑,還從海生動物(如從魚皮、魚軟骨、魚鱗、魷魚、海參等)中也提取出了強效ACE抑制劑。

 治療骨質疏松:膠原蛋白水解產物可以用作治療缺鈣癥的激活劑,對彌補兒童期、青春期缺鈣有顯著的療效,高純度水解明膠能夠治療由于缺鈣引起的早期骨質疏松癥。日本也曾發表過用水解明膠治療骨質疏松癥的專利,指出分子量在4000?6000道爾頓的酶解產物能有效地改善和抑制骨強度的下降、預防骨折,是骨質疏松預防和治療的有效成分。

 緩解關節炎:有研究表明,水解膠原蛋白對軟骨的親和性以及對合成軟骨細胞具有激發效果,水解膠原蛋白同時增強了新陳代謝和Ⅱ型膠原蛋白的合成。此外,水解膠原蛋白還可以有效緩解關節炎疼痛,改善關節的運動靈活性,從而可以減少鎮痛劑用量。

 營養和修復功能:水解膠原蛋白作為膠原蛋白的水解產物,具有優良的性能,它富含氨基酸,不含脂肪,符合人們對“低脂高蛋白”的食品需求。近年研究表明,水解膠原蛋白可以在腸道直接被吸收,肽類和氨基酸以不同的途徑被吸收,而且類比氨基酸具有更大的吸收量。在日本,膠原蛋白及其水解產物被作為眾多功能性食品和蛋白飲料的原料,已普遍地應用于食品工業。在化妝品中,水解膠原蛋白主要具有營養性、修復性、保濕性、配伍性、親和性等的功效,能起到保濕、修復、美白皮膚、潤澤頭發的作用,并對多種皮膚病如皸裂、凍瘡、皮炎、黃褐斑等治療具有很好的效果。

 近年來,研究人員還發現水解膠原蛋白具有明顯改善膠原合成的能力,并具有促進皮膚角質層的代謝回轉效果,可見膠原多肽具有很好的美容效果。 

 水解膠原蛋白在醫藥工業、臨床醫學和臨床治療中應用也有不少研究,水解膠原蛋白對關節病等膠原病具有很好的預防及治療作用,對傷口愈合有很好的促進作用,還能夠保護胃黏膜從而具有抗潰瘍效果,可以抑制血管緊張素轉移酶(ACE)從而降低血壓,提高骨骼強度。

 Q:口服水解膠原蛋白有療效功能嗎?

 A:有一些研究已證實,針對某些癥狀,口服水解膠原蛋白是有一定療效的。比如患有皮膚炎癥和干燥的病人,一般通過涂抹潤膚劑進行治療。由于水解膠原蛋白具有低抗原性而且不產生過敏反應等優點,可以通過口服水解膠原蛋白進行治療。日本橫濱市立大學助理教授Tomoko Okawa 等人研究了口服水解膠原蛋白三肽對治療皮膚干燥和瘙癢的療效作用,采用了人皮膚成纖維細胞進行體外實驗,采用了丙酮誘導的老鼠干皮膚進行了體內實驗,同時也對老鼠表皮失水量和抓撓行為進行了驗證,結果表明,水解膠原蛋白三肽可以促進皮膚成纖維細胞中透明質酸的生成,并且可以減少皮膚失水量和抑制抓撓行為。

 北京大學Zhang Zhaofeng等研究了海生水解膠原蛋白(提取自大馬哈魚皮)對創傷愈合的療效,通過對兩種小鼠創傷模型(切口模型、切除模型)進行實驗,測定了傷口縫合能力、傷口抗拉強度和血管再生能力。結果表明,口服了水解膠原蛋白的一組小鼠相對于對照小鼠,其傷口縫合及組織再生更快、血管再生能力更強、膠原纖維形成更厚更好。

 紫外線照射會引起皮膚的嚴重損傷,日本明治有限責任公司博士Chisato Oba等人研究了口服水解膠原蛋白對改善紫外線誘導的表皮功能缺損和皮膚彈性的作用,通過對口服了水解膠原蛋白的小鼠和對照小鼠進行紫外光照射實驗發現,水解膠原蛋白可以減少表皮水分的流失、降低表皮厚度和增加角質層含水量,從而驗證了口服水解膠原蛋白可以改善紫外光誘導的表皮功能損傷并提高皮膚彈性。

 中國長春中醫藥大學Qu xiaobo等人研究了水解膠原蛋白對由視黃酸引起的小鼠骨質疏松的療效。實驗研究了口服/不口服鹿茸水解膠原蛋白,骨質疏松小鼠的組織形態和血清生化參數。與對照組相比較,口服鹿茸水解膠原蛋白明顯提高了小鼠的骨礦物質密度(BMD)、鈣、磷和靜態組織生物學指數及生物力學性能。結果表明,提取的水解膠原蛋白對預防及治療由視黃酸引起的小鼠骨質疏松發揮了重要作用。


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