背景[1-3]
牛皮胶原蛋白是一种从牛皮中提取的天然蛋白质，也称为I型胶原蛋白。它是一种纤维状蛋白质，由三条相同的α链组成，形成一个三重螺旋结构。牛皮胶原蛋白在医学和生物工程领域有着广泛的应用。
在医学上，牛皮胶原蛋白被用于制备人工皮肤、骨骼支架和血管支架等医疗器械。由于其良好的生物相容性和生物降解性，这些产品可以促进组织再生和修复。此外，牛皮胶原蛋白还被用于制备药物缓释系统和微胶囊等药物载体。
在生物工程领域，牛皮胶原蛋白被用于制备生物材料和组织工程产品。例如，通过将牛皮胶原蛋白与其他生物材料结合，可以制备出具有特定性能的人工骨骼、关节和血管等组织工程产品。此外，牛皮胶原蛋白还可以用于制备生物传感器和生物芯片等生物技术产品。
牛皮胶原蛋白
牛皮胶原蛋白具有以下特点：
源自新鲜牛皮，原材料经过高温脱脂灭菌处理，安全卫生。
提取过程完全控制在相对较低的温度状态下（60℃）下进行，有效保留了新鲜牛骨中的有效成分和新鲜度。
具有良好的生物相容性和生物活性，易于被人体吸收利用。
具有高纯度、高分子量、高稳定性等特点，能够满足不同领域的需求。
具有广泛的适用性，可以用于食品、化妆品、生物医学等领域。
应用[4-5]
牛皮胶原蛋白可以用于不同物种皮肤来源的胶原蛋白和糖胺聚糖的结构与免疫活性研究
研究猪皮胶原蛋白、牛皮胶原蛋白、驴皮胶原蛋白和GAG的结构和免疫活性差异,探究不同物种的胶原蛋白和GAG的结构与免疫活性间是否有联系,以及胶原蛋白和GAG的免疫促进作用是否有协同性。结构部分主要借助液相与质谱联用的分析技术来完成,而免疫活性部分用巨噬细胞来做评测。
研究成果如下:1.猪皮胶原蛋白、牛皮胶原蛋白、驴皮胶原蛋白的提取及分析模拟动物皮胶类产品的熬制过程,从猪皮、牛皮和驴皮中用热提取的方法提取出胶原蛋白粗品(Z-P、N-P和L-P),鲜皮中的提取率分别为49.08%、41.72%和46.23%。根据BCA法测蛋白浓度的结果,计算制备的Z-P、N-P和L-P的蛋白纯度分别为93.00%、95.00%和92.00%。纳升液相色谱-二级质谱联用(NanoLC-MS/MS)结果显示,三种动物皮中提取的胶原蛋白粗品中均含有其他蛋白,为白蛋白和原纤维蛋白。
2. 猪皮胶原蛋白、牛皮胶原蛋白、驴皮胶原蛋白来源的糖胺聚糖的提取及分析对猪皮、牛皮和驴皮进行预处理、酶解除蛋白、GAG粗品醇沉、GAG纯化的步骤后,得到三种动物皮的GAG精品(Z-G、N-G和L-G)。鲜皮中的提取率分别为0.10%、0.14%和0.09%。根据DMMB法测GAG浓度的结果,计算制备的Z-G、N-G和L-G的纯度分别为90.40%、91.95%和96.65%。然后对制备的GAG完全酶解后,进行液相色谱-串联质谱-多反应监测(LC-MS/MS-MRM)分析。结果显示制备的三种动物皮的GAG组成相似,约为61-66%的硫酸乙酰肝素(HS)和34-39%的硫酸软骨素(CS)。它们的HS和CS的二糖组成和结构有异同点。从二糖组成来看,相同点为均不含有ΔTriSCS,不同点为L-G的ΔIS-ΔIVS较多而ΔIA-ΔIVA较少。从二糖的结构来看,相同点为三种皮CS的二糖结构差距不大,HS的葡糖胺(GlcN)的6位硫酸化程度比较高。而不同点为L-G的HS的葡糖胺(GlcN)的N位硫酸化程度较高,乙酰化程度较低。
3.猪皮胶原蛋白、牛皮胶原蛋白、驴皮胶原蛋白和糖胺聚糖对巨噬细胞的非特异性免疫功能的影响使用制备的Z-P、N-P、L-P、Z-G、N-G、L-G、Z-P+G、N-P+G和L-P+G作为药物添加到小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)的培养基中,通过CCK-8法和中性红法分别测定RAW264.7细胞的增殖能力和吞噬能力,来研究三种皮的胶原蛋白和GAG的免疫活性。首先用L-P、L-G和L-P+G探究促RAW264.7细胞增殖和吞噬的最适浓度,结果分别为50μg/mL的胶原蛋白、50μg/mL的GAG、胶原蛋白和GAG各50μg/mL。然后用对应的以上浓度的Z-P、N-P、L-P、Z-G、N-G、L-G、Z-P+G、N-P+G和L-P+G进行促RAW264.7细胞增殖和吞噬的能力的比较。所有的组别均能提高RAW264.7细胞的增殖和吞噬能力。
参考文献
[1]Mechanics and structural stability of the collagen triple helix.Michael WH Kirkness;;Kathrin Lehmann;;Nancy R Forde.Current Opinion in Chemical Biology,2019
[2]Glycosaminoglycans from bovine eye vitreous humour and interaction with collagen type II..Peng Yanfei;;Yu Yanlei;;Lin Lei;;Liu Xinyue;;Zhang Xing;;Wang Peipei;;Hoffman Pauline;;Kim So Young;;Zhang Fuming;;Linhardt Robert J.Glycoconjugate journal,2018
[3]Coupling matrix-assisted ionization with high resolution mass spectrometry and electron transfer dissociation to characterize intact proteins and post-translational modifications..Chen Bingming;;Lietz Christopher B;;Li Lingjun.Analytical and bioanalytical chemistry,2018
[4]Lung collagens perpetuate pulmonary fibrosis via CD204 and M2 macrophage activation..Mirjam Stahl;;Jonas Schupp;;Benedikt Jäger;;Michael Schmid;;Gernot Zissel;;Joachim Müller-Quernheim;;Antje Prasse.PLoS ONE,2017
[5]肖瑞祺.不同物种皮肤来源的胶原蛋白和糖胺聚糖的结构与免疫活性研究[D].山东大学,2021.