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膠原蛋白的種類

膠原蛋白是人體主要結(jié)構(gòu)蛋白，是結(jié)締組織的主要組分，可起支持、保護(hù)、連接等多種作用。目前已發(fā)現(xiàn)的膠原蛋白有近30種，其中I型膠原含量最多，約占膠原總量的80-90%，其余10-15%為III型膠原。

各種膠原蛋白亞型的功能及分子組成

膠原蛋白的制備工藝

膠原蛋白的提取方法主要分為兩類：動物源提取法和基因重組法。前者通過酸法、堿法或者酶法從動物皮膚、跟腱部位提取膠原蛋白。酸法將前處理（去脂、切片、粉碎）后的樣品酸解，獲得酸溶性膠原蛋白，優(yōu)點(diǎn)是蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)完整、成纖維性能好，成本較低但存在較高的免疫原性風(fēng)險。酶法常使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶地切割膠原蛋白的末端肽，主體溶于中性或酸性溶液中，最終被提取，該方法獲得的膠原純度高、理化性質(zhì)較好，常用于高附加值產(chǎn)品的開發(fā)。

基因重組法是將人膠原蛋白基因序列進(jìn)行特定設(shè)計、酶切和拼接、連接載體后轉(zhuǎn)入工程細(xì)胞，通過發(fā)酵表達(dá)生產(chǎn)膠原蛋白。主要包括表達(dá)體系的構(gòu)建、發(fā)酵以及純化3個過程。表達(dá)體系存在原核、真核、昆蟲病毒、哺乳動物等多個表達(dá)體系，但目前可進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)或已商品化的重組膠原蛋白主要采用基于大腸桿菌、酵母等微生物發(fā)酵的技術(shù)。

相比動物源提取法，重組法可加工性（如水溶性和乳化特性）較好，能降低免疫原性。

膠原蛋白制備工藝

重組膠原蛋白的純化

重組膠原蛋白目前運(yùn)用最多的是大腸桿菌，畢赤酵母表達(dá)體系。對于最終產(chǎn)品來說，它們都需要對表達(dá)后的收獲組分經(jīng)分離純化，提取純凈的膠原蛋白。

作為分離純化的第一步，細(xì)胞破碎是至關(guān)重要的一環(huán)。細(xì)胞破碎的過程能夠有效釋放細(xì)胞內(nèi)的目標(biāo)物質(zhì)，以確保后續(xù)純化步驟的順利進(jìn)行和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。高壓均質(zhì)是最常用的機(jī)械裂解方法，具有良好的可放大性，且不需要添加額外的試劑。

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參考文獻(xiàn)：

Wang, H. A Review of the Effects of Collagen Treatment in Clinical Studies. Polymers 2021, 13, 3868. 

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