Denizanalarından Ultrasonik Kolajen Ekstraksiyonu

Bilinmesi Gerekenler

Kolajen

Kolajen, üçlü heliks yapısına sahip lifli bir proteindir ve hücre dışı matrikste ve bağ dokusunda bulunan başlıca çözünmeyen lifli proteindir. En az 16 kolajen tipi vardır, ancak bunların çoğu (yaklaşık %90) tip I, tip II ve tip III grubuna aittir. Kolajen, insan vücudunda en bol bulunan proteindir ve kemiklerde, kaslarda, deride ve tendonlarda bulunur. Memelilerde, tüm vücut proteininin %25–35’ini oluşturur. Aşağıdaki liste, kolajen tiplerinin en bol bulunduğu dokulara örnekler verir: Tip I – kemik, dermis, tendon, bağlar, kornea; Tip II – kıkırdak, vitreus cismi, nükleus pulpozus; Tip III – deri, damar duvarı, çoğu dokunun retiküler lifleri (akciğerler, karaciğer, dalak vb.); Tip IV – bazal membranlar; Tip V – özellikle korneada, genellikle Tip I kolajenle birlikte dağılır. Bu durum, standart olarak bol bulunan kolajenlerin (kolajen I–V) çoğunlukla insan, sığır ve domuz dokularından geleneksel, yüksek verimli üretim süreçleriyle izole edilip saflaştırılarak ticari olarak değerlendirilmesini doğal olarak desteklemiş ve yüksek kaliteli kolajen partilerinin elde edilmesini sağlamıştır. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Endojen kolajen, vücut tarafından sentezlenen doğal bir kolajendir; ekzojen kolajen ise sentetiktir ve takviyeler gibi dış bir kaynaktan gelebilir. Kolajen vücutta, özellikle deride, kemiklerde ve bağ dokularında bulunur. Bir organizmadaki kolajen üretimi, yaşla ve sigara içme ve UV ışığı gibi etkenlere maruz kalmayla azalır. Tıpta kolajen, yeni deri hücrelerini yara bölgelerine çekmek için kolajen yara örtülerinde kullanılabilir.
Kolajen, rezorbe edilebildiği için takviyelerde ve ilaçlarda yaygın olarak kullanılır. Bu, parçalanabileceği, dönüştürülebileceği ve yeniden vücuda alınabileceği anlamına gelir. Ayrıca sıkıştırılmış katılar veya kafes benzeri jeller hâline getirilebilir. Geniş işlev yelpazesi ve doğal olarak bulunması, onu klinik açıdan çok yönlü ve çeşitli tıbbi amaçlar için uygun kılar. Tıbbi kullanım için kolajen, sığırlardan, domuzlardan, koyunlardan ve deniz organizmalarından elde edilebilir.
Hayvanlardan kolajen izole etmek için dört ana yöntem vardır: tuzla çöktürme, alkali, asit ve enzim yöntemi.
Yüksek kaliteli kolajen üretiminde en yaygın olarak asit ve enzimatik yöntemler birlikte kullanılır. Kolajenin bir kısmı asitte çözünen kolajen (ASC), diğer kısmı ise pepsinde çözünen kolajen (PSC) olduğundan, asit işlemini enzimatik pepsin ekstraksiyonu izler. Asitle kolajen ekstraksiyonu, kloroasetik, sitrik veya laktik asit gibi organik asitler kullanılarak gerçekleştirilir. Asitle kolajen ekstraksiyonu sürecinden kalan malzemeden pepsinde çözünen kolajeni (PSC) serbest bırakmak için çözünmemiş madde, pepsinde çözünen kolajeni (PSC) izole etmek üzere pepsin enzimiyle işlenir. PSC yaygın olarak 0,5M asetik asitle birlikte uygulanır. Pepsin, protein zincirinin N-terminaline ve heliks yapısında olmayan peptide yönelik kesme yoluyla kolajen yapısını koruyabildiği için yaygın bir enzimdir.
Kolajen, besin takviyelerinde (nutrasötiklerde), kozmetik ürünlerde ve tıpta kullanılır. Memeli ve deniz (balık) kolajeni piyasada mevcuttur ve her miktarda satın alınabilir. Denizanası kolajeni, insanlarla biyouyumlu olan ve memeli kökenli olmayan (hastalık içermeyen) yeni bir kolajen biçimidir. Denizanası kolajeni, belirli herhangi bir kolajen tipiyle (tip I–V) eşleşmez, ancak tip I, II ve V kolajenlerin çeşitli özelliklerini sergiler.

Glikoproteinler

Glikoproteinler, bakterilerden insanlara kadar birçok organizmada bulunur ve farklı işlevlere sahiptir. Kısa oligosakkarit zincirlerine sahip bu proteinler, birçok hücresel olayda hücre yüzeyinin hormonlar, virüsler ve diğer maddeler tarafından tanınmasında rol oynar. Ayrıca hücre yüzeyi antijenleri, hücre dışı matriks öğesinin, gastrointestinal ve ürogenital kanalın müsin salgısı işlevini görür. Albümin, salgılanan enzimler ve proteinler dışında plazmadaki globüler proteinlerin hemen hemen tamamı glikoprotein yapısına sahiptir. Hücre zarı protein, lipit ve karbonhidrat moleküllerinden oluşur. Glikoproteinlerin hücre zarındaki rolü ise proteinlerin sayısını ve dağılımını etkiler. Bu proteinler, zardan maddeye geçişte rol oynar. Glikolipitlerin ve glikoproteinlerin sayısı ve dağılımı hücreye özgüllük kazandırır.
Glikoproteinler, hücrelerin tanınmasından, hücre zarının seçici geçirgenliğinden ve hormonların alınmasından sorumludur. Glikoproteinlerin karbonhidrat kısmında 7 ana monosakkarit tipi vardır. Bu monosakkaritler, farklı dizilimlerle ve farklı bağ yapılarıyla birleşerek çok sayıda karbonhidrat zinciri yapısı oluşturur. Bir glikoprotein, tek bir N-bağlı oligosakkarit yapısı içerebilir veya birden fazla oligosakkarit tipi içerebilir. N-bağlı oligosakkaritler aynı ya da farklı yapılarda olabilir veya O-bağlı oligosakkaritlerde de bulunabilir. Oligosakkarit zincirlerinin sayısı, proteine ve işleve bağlı olarak değişir.
Glikokaliksin bir öğesi olan glikoproteinlerdeki siyalik asitler, hücrelerin tanınmasında önemli bir rol oynar. Siyalik asitler herhangi bir nedenle yok edilirse zarın glikokaliks yapısı bozulur ve hücre, belirtilen görevlerin çoğunu yerine getiremez. Ayrıca bazı yapısal glikoproteinler de vardır. Bunlar fibronektinler, lamininler ve fetal fibronektinlerdir ve hepsinin vücutta farklı görevleri vardır. Ökaryotik glikoproteinlerde de çoğunlukla heksoz ve aminoheksoz tipinde bazı monosakkaritler bulunur. Bunlar protein katlanmasına yardımcı olabilir, proteinin kararlılığını artırabilir ve hücre sinyalleşmesinde rol oynar.