Ультразвуковая экстракция коллагена из медуз

Факты, которые стоит знать

коллаген

Коллаген представляет собой волокнистый белок со структурой тройной спирали и основной нерастворимый волокнистый белок во внеклеточном матриксе и в соединительной ткани. Существует не менее 16 типов коллагенов, но большинство из них (около 90%) относятся к типу I, типу II и типу III. Коллаген является самым распространенным белком в организме человека, содержащимся в костях, мышцах, коже и сухожилиях. У млекопитающих он составляет 25-35% белка всего организма. В следующем списке приведены примеры тканей, в которых типы коллагена наиболее распространены: тип I — кости, дерма, сухожилия, связки, роговица; Тип II — хрящ, стекловидное тело, пульпозное ядро; III тип — кожа, стенка сосудов, ретикулярные волокна большинства тканей (легких, печени, селезенки и т.д.); Тип IV — базальные мембраны, тип V — часто распространяется совместно с коллагеном типа I, особенно в роговице. Это, естественно, способствовало коммерческому использованию стандартных распространенных коллагенов (коллагенов I–V) путем их выделения и очистки, в основном из тканей человека, крупного рогатого скота и свиней, с помощью традиционных высокопроизводительных производственных процессов, что привело к получению высококачественных партий коллагена. (Сильва и др., март 2014 г., стр. 12)
Эндогенный коллаген — это естественный коллаген, синтезируемый организмом, в то время как экзогенный коллаген является синтетическим и может поступать из внешнего источника, такого как добавки. Коллаген встречается в организме, особенно в коже, костях и соединительных тканях. Выработка коллагена в организме снижается с возрастом и воздействием таких факторов, как курение и ультрафиолетовое излучение. В медицине коллаген может использоваться в коллагеновых повязках на раны для привлечения новых клеток кожи к раневым участкам.
Коллаген широко используется в пищевых добавках и фармацевтике, поскольку он может резорбироваться. Это означает, что он может быть расщеплен, трансформирован и принят обратно в организм. Он также может быть сформирован в виде сжатых твердых частиц или решетчатых гелей. Его широкий спектр функций и естественное появление делают его клинически универсальным и пригодным для различных медицинских целей. Для медицинского использования коллаген может быть получен из крупного рогатого скота, свиньи, овцы, а также из морских организмов.
Существует четыре основных метода выделения коллагена из животных: высаживающий, щелочной, кислотный и ферментный метод.
Кислотный и ферментативный методы чаще всего используются в сочетании для производства высококачественного коллагена. Поскольку часть коллагена представляет собой кислоторастворимый коллаген (ASC), а другая часть — пепсин-растворимый коллаген (PSC), за кислотным лечением следует ферментативная экстракция пепсина. Экстракция кислого коллагена проводится с помощью органических кислот, таких как хлоруксусная, лимонная или молочная кислота. Чтобы высвободить растворимый в пепсине коллаген (ПСК) из оставшегося материала процесса экстракции кислотного коллагена, нерастворенное вещество обрабатывают ферментом пепсином, чтобы выделить растворимый в пепсине коллаген (ПСК). ПСК обычно применяется в сочетании с 0,5М уксусной кислоты. Пепсин является распространенным ферментом, поскольку он способен поддерживать структуру коллагена, расщепляясь до N-конца белковой цепи и неспирального пептида.
Коллаген используется в пищевых добавках (нутрицевтиках), косметических продуктах и медицине. Коллаген млекопитающих и морских (рыб) доступен на рынке и может быть куплен в любых количествах. Коллаген медуз – это новая форма коллагена, которая является биосовместимой с человеком и не является биологически здоровой (не вызывает заболеваний). Коллаген медузы не соответствует какому-либо конкретному типу коллагена (тип I-V), но он проявляет различные свойства коллагена типов I, II и V.

Гликопротеины

Гликопротеины содержатся во многих организмах от бактерий до человека и выполняют различные функции. Эти белки с короткими олигосахаридными цепями участвуют в распознавании поверхности клетки гормонами, вирусами и другими веществами во многих клеточных событиях. Кроме того, антигены клеточной поверхности служат для секреции муцином элемента внеклеточного матрикса, желудочно-кишечного тракта и мочеполового тракта. Почти все глобулярные белки в плазме, за исключением альбумина, секретируемых ферментов и белков, имеют гликопротеиновую структуру. Клеточная мембрана состоит из белковых, липидных и углеводных молекул. Роль гликопротеинов в клеточной мембране, с другой стороны, влияет на количество и распределение белков. Эти белки участвуют в переходе от мембраны к веществу. Количество и распределение гликолипидов и гликопротеинов придают клетке специфичность.
Гликопротеины отвечают за распознавание клеток, избирательную проницаемость клеточной мембраны и поглощение гормонов. В углеводной части гликопротеинов выделяют 7 основных типов моносахаридов. Эти моносахариды сочетаются с различной последовательностью и различными структурами связей, в результате чего образуется большое количество структур углеводной цепи. Гликопротеин может содержать одну N-связанную олигосахаридную структуру или может содержать более одного типа олигосахаридов. N-связанные олигосахариды могут иметь одну и ту же или различную структуру или также могут присутствовать в О-связанных олигосахаридах. Количество олигосахаридных цепей варьируется в зависимости от белка и функции.
Сиаловые кислоты в гликопротеинах, входящем в состав гликокаликса, играют важную роль в распознавании клеток. Если сиаловые кислоты разрушаются по какой-либо причине, гликокаликсная структура мембраны нарушается и клетка не может выполнять большинство указанных задач. Кроме того, существуют некоторые структурные гликопротеины. Это фибронектины, ламинины, фетальные фибронектины, и все они выполняют разные функции в организме. Также в эукариотических гликопротеинах есть некоторые моносахариды, в основном гексозы и аминогексозы. Они могут способствовать сворачиванию белка, улучшать стабильность белка и участвовать в передаче сигналов клетками.