Ultrazvučna ekstrakcija kolagena iz meduza

Činjenice koje vrijedi znati

kolagen

Kolagen je vlaknasti protein sa trostrukom heliks strukturom i glavnim nerastvorljivim vlaknastim proteinom u ekstracelularnom matriksu i vezivnom tkivu. Postoji najmanje 16 tipova kolagena ali većina njih (cca. 90%) pripada tipu I, tipu II, i tip III. Kolagen je najzastupljeniji protein u ljudskom tijelu koji se nalazi u kostima, mišićima, koži i tetivama. Kod sisara doprinosi 25-35% proteina cijelog tijela. Sljedeća lista daje primjere tkiva u kojima su tipovi kolagena najzastupljeniji: Tip I—kost, dermis, tetiva, ligamenti, rožnjača; Tip II—hrskavica, staklasto tijelo, nucleus pulposus; Tip III—koža, zid krvnih žila, retikularna vlakna većine tkiva (pluća, jetra, slezena, itd.); Tip IV – bazalne membrane, tip V – često se kodistribuira sa kolagenom tipa I, posebno u rožnjači. Ovo je prirodno pogodovalo komercijalnoj eksploataciji standardnih kolagena u izobilju (kolagen I-V), izolacijom i pročišćavanjem, uglavnom iz ljudskog, goveđeg i svinjskog tkiva, konvencionalnim procesima proizvodnje visokog prinosa, što je dovelo do visokokvalitetnih serija kolagena. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Endogeni kolagen je prirodni kolagen koji sintetizira tijelo, dok je egzogeni kolagen sintetički i može doći iz vanjskog izvora kao što su suplementi. Kolagen se javlja u tijelu, posebno u koži, kostima i vezivnom tkivu. Proizvodnja kolagena u organizmu opada sa godinama i izloženošću faktorima kao što su pušenje i UV zračenje. U medicini, kolagen se može koristiti u kolagenskim zavojima za rane kako bi privukao nove stanice kože na mjesta rane.
Kolagen se široko koristi u suplementima i farmaceutskim proizvodima jer se može resorbirati. To znači da se može razgraditi, transformisati i vratiti u tijelo. Također se može oblikovati u komprimirane čvrste tvari ili rešetkaste gelove. Njegov širok spektar funkcija i njegova prirodna pojava čine ga klinički svestranim i pogodnim za različite medicinske svrhe. Za medicinsku upotrebu, kolagen se može dobiti od goveda, svinja, ovaca i morskih organizama.
Postoje četiri glavne metode za izolaciju kolagena iz životinja: metoda isoljavanja, alkalna, kisela i enzimska metoda.
Za proizvodnju visokokvalitetnog kolagena najčešće se koriste kiselinske i enzimske metode. Budući da je dio kolagena topivi u kiselini kolagen (ASC), a drugi dijelovi su kolagen topiv u pepsinu (PSC), tretman kiselinom je praćen enzimskom ekstrakcijom pepsina. Ekstrakcija kiselog kolagena se izvodi pomoću organskih kiselina kao što su hloroctena, limunska ili mliječna kiselina. Za oslobađanje kolagena rastvorljivog u pepsinu (PSC) iz preostalog materijala procesa ekstrakcije kiselog kolagena, neotopljena materija se tretira enzimom pepsinom, kako bi se izolovao kolagen rastvorljiv u pepsinu (PSC). PSC se obično primjenjuje u kombinaciji sa 0,5M octene kiseline. Pepsin je uobičajen enzim jer je u stanju da održi strukturu kolagena cijepanjem na N-terminal proteinskog lanca i peptida bez spirale.
Kolagen se koristi u dodacima ishrani (nutraceutici), kozmetičkim proizvodima i medicini. Kolagen sisavaca i morskih (riblje) dostupan je na tržištu i može se kupiti u bilo kojoj količini. Kolagen meduza je novi oblik kolagena, koji je biokompatibilan za ljude i ne-sisarski (bez bolesti). Kolagen meduze ne odgovara nijednom posebnom tipu kolagena (tip IV), ali pokazuje različita svojstva kolagena tipova I, II i V.

Glikoproteini

Glikoproteini se nalaze u mnogim organizmima od bakterija do ljudi i imaju različite funkcije. Ovi proteini s kratkim oligosaharidnim lancima uključeni su u prepoznavanje površine ćelije od strane hormona, virusa i drugih supstanci u mnogim ćelijskim događajima. Osim toga, antigeni stanične površine služe kao izlučivanje mucina elementa ekstracelularnog matriksa, gastrointestinalnog i urogenitalnog trakta. Gotovo svi globularni proteini u plazmi osim albumina, izlučenih enzima i proteina imaju glikoproteinsku strukturu. Stanična membrana se sastoji od molekula proteina, lipida i ugljikohidrata. Uloga glikoproteina u ćelijskoj membrani, s druge strane, utiče na broj i distribuciju proteina. Ovi proteini su uključeni u prijelaz s membrane na supstancu. Broj i distribucija glikolipida i glikoproteina daju specifičnost ćelije.
Glikoproteini su odgovorni za prepoznavanje stanica, selektivnu permeabilnost stanične membrane i unos hormona. Postoji 7 glavnih tipova monosaharida u ugljikohidratnom dijelu glikoproteina. Ovi monosaharidi se kombiniraju s različitim sekvencama i različitim strukturama veza, što rezultira velikim brojem struktura lanaca ugljikohidrata. Glikoprotein može sadržavati jednu N-vezanu oligosaharidnu strukturu ili može sadržavati više od jedne vrste oligosaharida. N-vezani oligosaharidi mogu biti iste ili različite strukture ili također mogu biti prisutni u O-vezanim oligosaharidima. Broj oligosaharidnih lanaca varira u zavisnosti od proteina i funkcije.
Sijalne kiseline u glikoproteinima, elementu glikokaliksa, igraju važnu ulogu u prepoznavanju stanica. Ako su sijalične kiseline iz bilo kojeg razloga uništene, struktura glikokaliksa membrane je poremećena i stanica ne može obavljati većinu navedenih zadataka. Takođe, postoje i neki strukturni glikoproteini. To su fibronektini, laminini, fetalni fibronektini i svi imaju različite misije u tijelu. Također u eukariotskim glikoproteinima postoje neki monosaharidi uglavnom u tipu heksoze i aminoheksoze. Oni mogu pomoći u savijanju proteina, poboljšati stabilnost proteina i uključeni su u ćelijsku signalizaciju.