胶原蛋白

胶原蛋白

——专题报告

生命科学学院11级生物技术: 宋西美学号：20110513760 摘要

胶原蛋白是哺乳动物体内含量最高的蛋白质, 起着支撑器官、保护机体的作用。近年来, 随着胶原蛋白提取技术的发展和其结构、性质等的深入研究, 其水解产物和多肽的生物功能也逐渐被广泛认识, 胶原蛋白的应用成为生物、医学、食品、化妆品等领域一具新的研究热点。本文概述了胶原蛋白的组成和结构特点, 并详细介绍了胶原蛋白在减肥、降压和降血脂功能保健食品、化妆品，领域中的广泛应用。关键字：胶原蛋白分类间质胶原应用功能保健 ACE

1.概述

胶原蛋白（collagen）是一种生物性高分子物质，是一种白色、不透明、无支链的纤维性蛋白质。它可以补充皮肤各层所需的营养，使皮肤中胶原活性增强，有滋润皮肤，延缓衰老、美容、消皱、养发等功效。胶原广泛存在于从低等脊椎动物的表面到哺乳动物机体的一切组织中，是哺乳动物体内含量最多的一类蛋白质，占蛋白质总量的25%~30%。它是一类特殊的蛋白质，是三螺旋结构，是一种硬蛋白。

1.1氨基酸组成

一般蛋白质含有20种氨基酸，胶原含有18种氨基酸，有其特别的组成。

1）胶原蛋白中缺少胱氨酸和色氨酸

2）甘氨酸含量几乎占了1/3

3）胶原中存在羟赖氨酸和羟脯氨酸而其他蛋白质中几乎不存在。4）绝大多数蛋白质中脯氨酸含量很少，而胶原中脯氨酸和羟脯氨酸的含量是各种蛋白质中最高的，这两种氨基酸都是环状氨基酸，锁住了整个胶原分子，是之很难拉开，故胶原具有微弹性和很强的拉伸强度。

5）胶原a-l链N端氨基酸是焦谷氨酸，它是谷氨酰胺脱去一分子氨而闭环产生的吡咯烷酮羧酸，它在一般蛋白质中是少见的。

1.2 胶原蛋白的结构特点

胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质, 其分子在细胞外基质中聚集为超分子结构。分子量为300 ku。胶原蛋白最普遍的结构特征是三螺旋结构, 其由3条а链多肽组成, 每一条胶原链都是左手螺旋构型, 3条左手螺旋链又相互缠绕成右手螺旋结构, 即超螺旋结构[1]。

胶原蛋白独特的三重螺旋结构, 使其分子结构非常稳定, 并且具有低免疫原性和良好的生物相容性等。结构决定性质, 性质决定用途, 胶原蛋白的结构的多样性和复杂性决定其在许多领域的重要地位, 胶原蛋白产品具有良好的应用前景。

1.3 胶原蛋白的分类与存在

胶原蛋白是一类蛋白质家族, 现已至少发现了30余种胶原蛋白链的编码基因, 可以形成16种以上的胶原蛋白分子。根据它们在体内的分布和功能特点, 目前将胶原分成间质胶原、基底膜胶原和细胞外

周胶原[1]。间质型胶原蛋白分子占整个机体胶原的绝大部分, 包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白分子, 其主要分布于皮肤、肌腱, 等组织, 其中Ⅱ型胶原蛋白由软骨细胞产生; 基底膜胶原蛋白通常是指Ⅳ型胶原蛋白, 其主要分布于基底膜; 细胞周胶原蛋白通常中指Ⅴ型胶原蛋白, 在结缔组织中大量存在。

2. 应用

近年来, 随着胶原蛋白提取技术的发展和其结构、性质等的深入研究, 其水解产物和多肽的生物功能也逐渐被广泛认识, 胶原蛋白的应用成为生物、医学、食品、化妆品等领域一具新的研究热点。2.1在保健品方面的应用

(1)保护胃粘膜以及抗溃疡作用：在消化道中、胃粘膜的损伤会引起胃出血，胶原由于具有减少胃粘膜血流量，促进血液循环以及血液凝固效果，因而引起了人们的关注。通过大量实验证明，胶原蛋白具有保护胃粘膜的作用。另外，研究人员还比较了牛乳与胶原蛋白的保护胃粘膜的效果，结果发现后者比前者的效果要好得多。

(2)抑制血压上升作用：已确认胶原蛋白肽中存在抑制ACE转换酶的多肽，而ACE是血管中引起血压升高的主要物质。对有高血压症的老鼠(SHR)进行实验，结果发现摄食胶原蛋白的组群的血压上升现象明显被抑制住。

(3)促进骨形成作用：胶原蛋白家族是机体必不可少的有机物，在多种生命活动中发挥极其重要的作用。骨组织由1／3有机物及2／3无机物构成，胶原蛋白占有机成分80％一90％，它对维持骨结构完

整及骨生物力学特性非常重要。

摄食胶原蛋白可促进骨形成作用，增强低钙水平下的骨胶原结构，从而提高了骨强度，即达到预防骨质疏松症作用；胶原蛋白还可作新陈代谢促进剂使用，促进生物体胶原生物合成，改善随年龄增长导致的生物组织衰老和功能减退。胶原蛋白还对关节症等胶原病具有很好的预防及治疗作用。将胶原蛋白与钙、维生素复合后制成胶原蛋白钙维素，通过动物试验表明，具有壮骨和升血补血效果，另外对伤口愈合也有很好的促进作用。摄食胶原蛋白，可增强低钙水平下的骨胶原结构，从而提高了骨强度，即达到预防骨疏松症作用。

（4）肌肉

胶原蛋白与肌肉生长有着密切关系。对于处于生长阶段的青少年来说，补充胶原蛋白能够促进生长激素分泌以及肌肉生长。对于想保持体形的成年人，塑造结实健美的肌肉也需要补充胶原蛋白。

（5）眼睛——隐形眼镜

眼角膜其中所含胶原蛋白纤维的规则排列，可以让光线透过，眼角膜呈现透明。由于胶原蛋白是眼角膜主要成分蛋白质，所以以胶原蛋白为原料制造的隐形眼镜很适合人体，而且比其他材料制的隐形眼镜保水性还佳。

2.2化妆品—皮肤

在化妆品中掺加一定胶原蛋白或由胶原蛋白水解得到的氨基酸，直接涂抹，对皮肤有保护和抗老化的效果，但这种作用是暂时的，要长期使用，也不会转化为自身的胶原蛋白。前苏联的Beuoba[2]用胶原

霜剂治疗100例表现为皮肤弹性下降、皱纹增多的脸部皮肤老化的患者（28-57岁），临床观察结果是提高了皮肤的弹性和韧性，减少了皱纹的数量，改善了皮肤的充实度和颜色，所有接受治疗的患者未见过过敏反应，仅有2例在用药20min后皮肤轻微发红，经24h和48h 后自然消失。

胶原蛋白作为一种有效的化妆品原料，可以滋润肌肤，赋予其平滑感觉，对头发也有很好的调理作用。在美国、德国、日本等国家，许多高档化妆品中添加有胶原蛋白，甚至在人面部注射胶原以保持皮肤青春，减少皱纹。

在国外，对胶原蛋白在美容方面的作用已进行深入的研究。试验证明：0．01％的胶原蛋白纯溶液就有良好的抗各种辐射的作用，且能形成很好的保水层，能供给皮肤所需要的全部水分。

2.3其它应用

预防心血管病、作为一种补钙食品为特殊人群使用（妇科疾病，更年期的妇女，对焦虑症、神经衰弱，胃溃疡患者）作为食品添加剂使用、冷冻食品（明胶）、饮料（鱼胶作为沉降、澄清剂；果酒酿造过程中也起到增稠剂，乳化剂、稳定剂、澄清剂等；防止茶饮料混浊）、乳制品、食品包装等。

3.如何鉴定胶原蛋白品质

那胶原蛋白难道没有副作用吗？若是好的胶原蛋白，纯正的胶原蛋白，当然是没有副作用的。那么如何选择好的胶原蛋白呢？