Extracția cu ultrasunete a colagenului din meduze

Informații utile

Colagen

Colagenul este o proteină fibroasă cu structură de triplu helix și principala proteină fibroasă insolubilă din matricea extracelulară și din țesutul conjunctiv. Există cel puțin 16 tipuri de colageni, dar majoritatea lor (aprox. 90%) aparțin tipurilor I, II și III. Colagenul este cea mai abundentă proteină din corpul uman, regăsindu-se în oase, mușchi, piele și tendoane. La mamifere, acesta reprezintă 25–35% din totalul proteinelor corporale. Lista următoare oferă exemple de țesuturi în care tipurile de colagen sunt cele mai abundente: Tipul I – os, derm, tendon, ligamente, cornee; Tipul II – cartilaj, corp vitros, nucleu pulpos; Tipul III – piele, perete vascular, fibre reticulare ale majorității țesuturilor (plămâni, ficat, splină etc.); Tipul IV – membrane bazale, Tipul V – adesea co-distribuit cu colagenul de tip I, în special în cornee. Acest lucru a favorizat în mod natural exploatarea comercială a colagenilor standard abundenți (colagenii I–V), prin izolarea și purificarea lor, în principal din țesuturi umane, bovine și porcine, prin procese de fabricație convenționale, cu randament ridicat, care conduc la loturi de colagen de înaltă calitate. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Colagenul endogen este un colagen natural sintetizat de organism, în timp ce colagenul exogen este sintetic și poate proveni dintr-o sursă externă, cum ar fi suplimentele. Colagenul se găsește în organism, în special în piele, oase și țesuturile conjunctive. Producția de colagen într-un organism scade odată cu vârsta și cu expunerea la factori precum fumatul și lumina UV. În medicină, colagenul poate fi utilizat în pansamentele cu colagen pentru plăgi, pentru a atrage noi celule ale pielii în zonele plăgilor.
Colagenul este utilizat pe scară largă în suplimente și produse farmaceutice, deoarece poate fi resorbit. Aceasta înseamnă că poate fi descompus, transformat și preluat înapoi în organism. De asemenea, poate fi transformat în solide comprimate sau în geluri cu structură de rețea. Gama largă de funcții și prezența sa naturală îl fac versatil din punct de vedere clinic și potrivit pentru o varietate de scopuri medicale. Pentru uz medical, colagenul poate fi obținut din organisme bovine, porcine, ovine și marine.
Există patru metode principale de izolare a colagenului din animale: metoda precipitării prin sărare (salting-out), metoda alcalină, metoda acidă și metoda enzimatică.
Metodele acidă și enzimatică sunt cel mai frecvent utilizate în combinație pentru producerea de colagen de înaltă calitate. Deoarece o parte a colagenului este colagen solubil în acid (ASC), iar alte părți sunt colagen solubil în pepsină (PSC), tratamentul acid este urmat de o extracție enzimatică cu pepsină. Extracția acidă a colagenului se realizează folosind acizi organici precum acidul cloracetic, citric sau lactic. Pentru a elibera colagenul solubil în pepsină (PSC) din materialul rămas în urma procesului de extracție acidă a colagenului, materia nedizolvată este tratată cu enzima pepsină, pentru a izola colagenul solubil în pepsină (PSC). PSC este aplicat de obicei în combinație cu 0,5M de acid acetic. Pepsina este o enzimă frecvent utilizată, deoarece poate menține structura colagenului prin scindarea la nivelul capătului N-terminal al lanțului proteic și al peptidei non-helicoidale.
Colagenul este utilizat în suplimente nutritive (nutraceutice), produse cosmetice și medicină. Colagenul de mamifere și cel marin (din pește) sunt disponibile pe piață și pot fi achiziționate în orice cantități. Colagenul din meduze este o formă nouă de colagen, biocompatibilă cu organismul uman și de origine non-mamaliană (fără boli). Colagenul din meduze nu corespunde niciunui tip anume de colagen (tipurile I–V), dar prezintă diversele proprietăți ale colagenilor de tip I, II și V.

Glicoproteine

Glicoproteinele se găsesc în multe organisme, de la bacterii la oameni, și au funcții diferite. Aceste proteine cu lanțuri oligozaharidice scurte sunt implicate în recunoașterea suprafeței celulare de către hormoni, virusuri și alte substanțe în numeroase evenimente celulare. În plus, antigenele de suprafață celulară servesc drept secreție de mucină a elementului matricei extracelulare, a tractului gastrointestinal și urogenital. Aproape toate proteinele globulare din plasmă, cu excepția albuminei, a enzimelor și a proteinelor secretate, au structură de glicoproteină. Membrana celulară este compusă din molecule de proteine, lipide și carbohidrați. Rolul glicoproteinelor în membrana celulară, pe de altă parte, afectează numărul și distribuția proteinelor. Aceste proteine sunt implicate în tranziția de la membrană la substanță. Numărul și distribuția glicolipidelor și glicoproteinelor conferă specificitate celulară.
Glicoproteinele sunt responsabile de recunoașterea celulelor, de permeabilitatea selectivă a membranei celulare și de preluarea hormonilor. Există 7 tipuri principale de monozaharide în partea glucidică a glicoproteinelor. Aceste monozaharide se combină în secvențe diferite și cu structuri de legătură diferite, rezultând un număr mare de structuri de lanțuri glucidice. O glicoproteină poate conține o singură structură oligozaharidică N-legată sau poate conține mai multe tipuri de oligozaharide. Oligozaharidele N-legate pot avea structuri identice sau diferite ori pot fi prezente și în oligozaharide O-legate. Numărul de lanțuri oligozaharidice variază în funcție de proteină și de funcție.
Acizii sialici din glicoproteine, un element al glicocalixului, joacă un rol important în recunoașterea celulelor. Dacă acizii sialici sunt distruși din orice motiv, structura glicocalixului membranei este perturbată, iar celula nu poate îndeplini majoritatea sarcinilor specificate. De asemenea, există unele glicoproteine structurale. Acestea sunt fibronectinele, lamininele, fibronectinele fetale și toate au misiuni diferite în organism. Tot în glicoproteinele eucariote există unele monozaharide, în mare parte de tip hexoză și aminohexoză. Acestea pot contribui la plierea proteinelor, pot îmbunătăți stabilitatea proteinelor și sunt implicate în semnalizarea celulară.