Մեդուզաներից կոլագենի ուլտրաձայնային արդյունահանում

Փաստեր, որոնք արժե իմանալ

Կոլագեն

Կոլագենը եռակի պարույրի կառուցվածք ունեցող թելավոր սպիտակուց է և արտաբջջային մատրիքսի ու շարակցական հյուսվածքի հիմնական չլուծվող թելավոր սպիտակուցը։ Գոյություն ունի կոլագենի առնվազն 16 տեսակ, սակայն դրանց մեծ մասը (մոտ 90%) պատկանում է I, II և III տիպերին։ Կոլագենը մարդու օրգանիզմում ամենաառատ սպիտակուցն է, որը հանդիպում է ոսկրերում, մկաններում, մաշկում և ջլերում։ Կաթնասունների մոտ այն կազմում է ամբողջ օրգանիզմի սպիտակուցի 25–35%-ը։ Հետևյալ ցանկում բերված են հյուսվածքների օրինակներ, որոնցում կոլագենի համապատասխան տիպերն առավել առատ են. I տիպ՝ ոսկր, դերմա, ջիլ, կապաններ, եղջերաթաղանթ, II տիպ՝ աճառ, ապակենման մարմին, դոնդողանման կորիզ, III տիպ՝ մաշկ, անոթի պատ, հյուսվածքների մեծ մասի (թոքեր, լյարդ, փայծաղ և այլն) ցանցավոր թելեր, IV տիպ՝ հիմային թաղանթներ, V տիպ՝ հաճախ բաշխվում է I տիպի կոլագենի հետ միասին, հատկապես եղջերաթաղանթում։ Սա բնականաբար նպաստել է սովորական, առատորեն հանդիպող կոլագենների (I–V տիպերի կոլագեններ) առևտրային օգտագործմանը՝ դրանք հիմնականում մարդու, խոշոր եղջերավոր անասունների և խոզերի հյուսվածքներից մեկուսացնելով և մաքրելով ավանդական, բարձր ելք ապահովող արտադրական գործընթացներով, որոնց արդյունքում ստացվում են կոլագենի բարձրորակ խմբաքանակներ։ (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Էնդոգեն կոլագենը օրգանիզմի կողմից սինթեզվող բնական կոլագեն է, մինչդեռ էկզոգեն կոլագենը սինթետիկ է և կարող է ստացվել արտաքին աղբյուրից, օրինակ՝ հավելումներից։ Կոլագենը հանդիպում է օրգանիզմում, հատկապես մաշկում, ոսկրերում և շարակցական հյուսվածքներում։ Օրգանիզմում կոլագենի արտադրությունը նվազում է տարիքի հետ և այնպիսի գործոնների ազդեցությամբ, ինչպիսիք են ծխելը և ուլտրամանուշակագույն լույսը։ Բժշկության մեջ կոլագենը կարող է օգտագործվել կոլագենային վերքային վիրակապերում՝ մաշկի նոր բջիջները դեպի վերքի հատվածներ ձգելու համար։
Կոլագենը լայնորեն օգտագործվում է հավելումներում և դեղագործական պատրաստուկներում, քանի որ այն կարող է վերաներծծվել։ Սա նշանակում է, որ այն կարող է քայքայվել, փոխակերպվել և կրկին յուրացվել օրգանիզմի կողմից։ Այն կարելի է նաև ձևավորել սեղմված պինդ մարմինների կամ ցանցանման գելերի տեսքով։ Գործառույթների լայն շրջանակը և բնական առկայությունը այն դարձնում են կլինիկական բազմակողմանի կիրառություն ունեցող և տարբեր բժշկական նպատակների համար հարմար նյութ։ Բժշկական օգտագործման համար կոլագենը կարող է ստացվել խոշոր եղջերավոր անասուններից, խոզերից, ոչխարներից և ծովային օրգանիզմներից։
Կենդանիներից կոլագենը մեկուսացնելու չորս հիմնական մեթոդ կա՝ աղային նստեցման, ալկալային, թթվային և ֆերմենտային մեթոդները։
Բարձրորակ կոլագենի արտադրության համար առավել հաճախ համակցված կիրառվում են թթվային և ֆերմենտային մեթոդները։ Քանի որ կոլագենի մի մասը թթվում լուծվող կոլագեն է (ASC), իսկ մյուս մասը՝ պեպսինում լուծվող կոլագեն (PSC), թթվային մշակմանը հաջորդում է պեպսինով ֆերմենտային էքստրակցիան։ Կոլագենի թթվային էքստրակցիան կատարվում է օրգանական թթուների, օրինակ՝ քլորքացախաթթվի, կիտրոնաթթվի կամ կաթնաթթվի օգտագործմամբ։ Կոլագենի թթվային էքստրակցիայի գործընթացից մնացած նյութից պեպսինում լուծվող կոլագենը (PSC) ազատելու համար չլուծված նյութը մշակվում է պեպսին ֆերմենտով՝ պեպսինում լուծվող կոլագենը (PSC) մեկուսացնելու նպատակով։ PSC սովորաբար կիրառվում է 0,5M քացախաթթվի հետ համակցված։ Պեպսինը տարածված ֆերմենտ է, քանի որ կարող է պահպանել կոլագենի կառուցվածքը՝ սպիտակուցային շղթայի N-ծայրի և ոչ պարուրաձև պեպտիդի ուղղությամբ ճեղքման միջոցով։
Կոլագենն օգտագործվում է սննդային հավելումներում (նուտրացևտիկներում), կոսմետիկ արտադրանքներում և բժշկության մեջ։ Կաթնասունների և ծովային (ձկների) կոլագենը հասանելի է շուկայում և կարելի է գնել ցանկացած քանակությամբ։ Մեդուզաների կոլագենը կոլագենի նոր ձև է, որը կենսահամատեղելի է մարդու օրգանիզմի հետ և ունի ոչ կաթնասունային ծագում (հիվանդություններից զերծ)։ Մեդուզաների կոլագենը չի համապատասխանում կոլագենի որևէ կոնկրետ տիպի (I–V տիպեր), սակայն դրսևորում է I, II և V տիպերի կոլագենների տարբեր հատկություններ։

Գլիկոպրոտեիններ

Գլիկոպրոտեինները հանդիպում են բազմաթիվ օրգանիզմներում՝ բակտերիաներից մինչև մարդ, և կատարում են տարբեր գործառույթներ։ Կարճ օլիգոսախարիդային շղթաներով այս սպիտակուցները բազմաթիվ բջջային իրադարձությունների ընթացքում մասնակցում են հորմոնների, վիրուսների և այլ նյութերի կողմից բջջի մակերեսի ճանաչմանը։ Բացի այդ, բջջի մակերեսային հակածինները ծառայում են որպես արտաբջջային մատրիքսի տարրի, ստամոքսաղիքային և միզասեռական ուղիների մուցինի արտազատում։ Պլազմայի գրեթե բոլոր գլոբուլային սպիտակուցները, բացի ալբումինից, արտազատվող ֆերմենտներից և սպիտակուցներից, ունեն գլիկոպրոտեինային կառուցվածք։ Բջջաթաղանթը կազմված է սպիտակուցների, լիպիդների և ածխաջրերի մոլեկուլներից։ Մյուս կողմից, բջջաթաղանթում գլիկոպրոտեինների դերն ազդում է սպիտակուցների քանակի և բաշխման վրա։ Այս սպիտակուցները մասնակցում են թաղանթից դեպի նյութ անցմանը։ Գլիկոլիպիդների և գլիկոպրոտեինների քանակն ու բաշխումը բջջին տալիս են յուրահատկություն։
Գլիկոպրոտեինները պատասխանատու են բջիջների ճանաչման, բջջաթաղանթի ընտրողական թափանցելիության և հորմոնների կլանման համար։ Գլիկոպրոտեինների ածխաջրային մասում առկա են մոնոսախարիդների 7 հիմնական տեսակներ։ Այս մոնոսախարիդները միանում են տարբեր հաջորդականություններով և կապերի տարբեր կառուցվածքներով՝ առաջացնելով ածխաջրային շղթաների մեծ թվով կառուցվածքներ։ Գլիկոպրոտեինը կարող է պարունակել N կապով կապված մեկ օլիգոսախարիդային կառուցվածք կամ մեկից ավելի տեսակի օլիգոսախարիդներ։ N կապով կապված օլիգոսախարիդները կարող են ունենալ նույն կամ տարբեր կառուցվածքներ կամ կարող են նաև առկա լինել O կապով կապված օլիգոսախարիդներում։ Օլիգոսախարիդային շղթաների քանակը տարբերվում է՝ կախված սպիտակուցից և գործառույթից։
Գլիկոպրոտեիններում առկա սիալաթթուները՝ գլիկոկալիքսի տարրերից մեկը, կարևոր դեր են խաղում բջիջների ճանաչման գործում։ Եթե սիալաթթուները որևէ պատճառով քայքայվում են, թաղանթի գլիկոկալիքսի կառուցվածքը խախտվում է, և բջիջը չի կարող կատարել նշված գործառույթների մեծ մասը։ Կան նաև որոշ կառուցվածքային գլիկոպրոտեիններ։ Դրանք են ֆիբրոնեկտինները, լամինինները, պտղային ֆիբրոնեկտինները, որոնք բոլորն էլ օրգանիզմում ունեն տարբեր դերեր։ Էուկարիոտային գլիկոպրոտեիններում նույնպես կան որոշ մոնոսախարիդներ՝ հիմնականում հեքսոզների և ամինահեքսոզների տեսակներին պատկանող։ Դրանք կարող են նպաստել սպիտակուցների ծալավորմանը, բարելավել սպիտակուցի կայունությունը և մասնակցում են բջջային ազդանշանների փոխանցմանը։