Ultralydsekstraktion af kollagen fra vandmænd

Nyttig viden

Kollagen

Kollagen er et fibrøst protein med en tredobbelt helixstruktur og det vigtigste uopløselige fibrøse protein i den ekstracellulære matrix og i bindevæv. Der findes mindst 16 typer kollagen, men størstedelen (ca. 90%) tilhører type I, type II og type III. Kollagen er det hyppigst forekommende protein i menneskekroppen og findes i knogler, muskler, hud og sener. Hos pattedyr udgør det 25–35% af kroppens samlede protein. Følgende liste giver eksempler på væv, hvor kollagentyperne forekommer hyppigst: Type I – knogler, dermis, sener, ledbånd, hornhinde; type II – brusk, glaslegeme, nucleus pulposus; type III – hud, karvæg, retikulære fibre i de fleste væv (lunger, lever, milt osv.); type IV – basalmembraner; type V – forekommer ofte sammen med type I-kollagen, især i hornhinden. Dette fremmede naturligt den kommercielle udnyttelse af de almindelige, hyppigt forekommende kollagener (kollagen I–V) ved at isolere og rense dem, hovedsageligt fra væv fra mennesker, kvæg og svin, ved hjælp af konventionelle fremstillingsprocesser med højt udbytte, hvilket resulterede i kollagenbatcher af høj kvalitet. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Endogent kollagen er naturligt kollagen, der syntetiseres af kroppen, mens eksogent kollagen er syntetisk og kan komme fra en ekstern kilde såsom kosttilskud. Kollagen forekommer i kroppen, især i huden, knoglerne og bindevævet. Kollagenproduktionen i en organisme falder med alderen og ved eksponering for faktorer såsom rygning og UV-lys. Inden for medicin kan kollagen anvendes i kollagenbaserede sårbandager til at tiltrække nye hudceller til sårområder.
Kollagen anvendes i vid udstrækning i kosttilskud og lægemidler, da det kan resorberes. Det betyder, at det kan nedbrydes, omdannes og optages i kroppen igen. Det kan også formes til komprimerede faste materialer eller gitterlignende geler. Dets brede vifte af funktioner og naturlige forekomst gør det klinisk alsidigt og egnet til en række medicinske formål. Til medicinsk brug kan kollagen udvindes fra kvæg, svin, får og marine organismer.
Der findes fire hovedmetoder til at isolere kollagen fra dyr: udsaltning samt alkaliske, syrebaserede og enzymatiske metoder.
De syrebaserede og enzymatiske metoder anvendes oftest i kombination til fremstilling af kollagen af høj kvalitet. Da dele af kollagenet er syreopløseligt kollagen (ASC), og andre dele er pepsinopløseligt kollagen (PSC), efterfølges syrebehandlingen af en enzymatisk pepsinekstraktion. Syreekstraktionen af kollagen udføres med organiske syrer såsom chloreddikesyre, citronsyre eller mælkesyre. For at frigøre pepsinopløseligt kollagen (PSC) fra det resterende materiale fra syreekstraktionen af kollagen behandles det uopløste materiale med enzymet pepsin for at isolere det pepsinopløselige kollagen (PSC). PSC anvendes almindeligvis i kombination med 0,5M eddikesyre. Pepsin er et almindeligt enzym, da det er i stand til at bevare en kollagenstruktur ved at spalte ved proteinkædens N-terminale ende og det ikke-helikale peptid.
Kollagen anvendes i kosttilskud (nutraceutika), kosmetiske produkter og medicin. Kollagen fra pattedyr og marine organismer (fisk) fås på markedet og kan købes i enhver mængde. Kollagen fra vandmænd er en ny form for kollagen, som er biokompatibel med mennesker og ikke stammer fra pattedyr (sygdomsfri). Kollagen fra vandmænd svarer ikke til nogen bestemt kollagentype (type I–V), men udviser de forskellige egenskaber hos kollagentyperne I, II og V.

Glykoproteiner

Glykoproteiner findes i mange organismer fra bakterier til mennesker og har forskellige funktioner. Disse proteiner med korte oligosakkaridkæder er involveret i hormoners, virussers og andre stoffers genkendelse af celleoverfladen i mange cellulære hændelser. Desuden fungerer celleoverfladeantigener som mucinsekretion fra elementet i den ekstracellulære matrix, mave-tarm-kanalen og urogenitalkanalen. Næsten alle globulære proteiner i plasma undtagen albumin, secernerede enzymer og proteiner har glykoproteinstruktur. Cellemembranen består af protein-, lipid- og kulhydratmolekyler. Glykoproteinernes rolle i cellemembranen påvirker på den anden side antallet og fordelingen af proteiner. Disse proteiner er involveret i overgangen fra membran til stof. Antallet og fordelingen af glykolipider og glykoproteiner giver cellespecificitet.
Glykoproteiner er ansvarlige for genkendelsen af celler, cellemembranens selektive permeabilitet og optagelsen af hormoner. Der findes 7 hovedtyper af monosakkarider i glykoproteinernes kulhydratdel. Disse monosakkarider kombineres i forskellige rækkefølger og med forskellige bindingsstrukturer, hvilket resulterer i et stort antal kulhydratkædestrukturer. Et glykoprotein kan indeholde en enkelt N-bundet oligosakkaridstruktur eller kan indeholde mere end én type oligosakkarid. De N-bundne oligosakkarider kan have samme eller forskellige strukturer eller kan også forekomme i O-bundne oligosakkarider. Antallet af oligosakkaridkæder varierer afhængigt af protein og funktion.
Sialinsyrer i glykoproteiner, som er en bestanddel af glykokalyx, spiller en vigtig rolle i genkendelsen af celler. Hvis sialinsyrerne af en eller anden grund ødelægges, forstyrres membranens glykokalyxstruktur, og cellen kan ikke udføre de fleste af de angivne opgaver. Der findes også nogle strukturelle glykoproteiner. Det er fibronektiner, lamininer og føtale fibronektiner, og de har alle forskellige opgaver i kroppen. Også i eukaryote glykoproteiner findes der nogle monosakkarider, hovedsageligt af hexose- og aminohexosetypen. De kan bidrage til proteinfoldning, forbedre proteinets stabilitet og er involveret i cellesignalering.