文档介绍：胶原蛋白的理化性质及其应用:李明智Contents胶原蛋白胶原蛋白的物理性质胶原蛋白的化学性质胶原蛋白的应用4123主要内容胶原蛋白背景:胶原蛋白是人体延缓衰老必须补足的营养物质,占人体全身总蛋白质的30%以上,一个成年人的身体内约有3公斤胶原蛋白。它广泛地存在于人体的皮肤、骨骼、肌肉、软骨、关节、头发组织中,起着支撑、修复、保护的三重抗衰老作用。然而,并不是所有的胶原蛋白都能被人体吸收利用。胶原蛋白属大分子级别蛋白质,进入人体后需要通过复杂的蛋白质转化过程,才能被人体吸收和利用。.胶原蛋白一级结构有甘氨酸-脯氨酸-Y的重复顺序含有较多其他蛋白质少见的羟脯氨酸和羟赖氨酸残基。缺乏色氨酸,在营养上为不完全蛋白质。芳香氨基酸和半胱氨酸含量较少。二级结构由三条α肽链组成的三股螺旋,每一条α链都是左手螺旋构型。3条左手螺旋链相互缠绕成右手螺旋结构胶原蛋白三级结构分子中肽链间的次级键作用三种交联:1、醇醛缩合交联2、醛胺缩合交联3、醛醇组氨酸交联胶原蛋白的物理性质两性电解质性质和等电点不同方法得到的胶原蛋白,其等电点不同。在等电点时,蛋白质的物理化学性质都有较大的变化,如溶解度、粘度、渗透压、电导率、膨胀作用等都达到最低值。可溶解于水中,实际上是游离的肽链,而不是三联螺旋链。在加热、紫外照射、机械力、无机试剂、有机试剂等处理后变性。变性后溶解度大大降低,粘度明显升高,失去生物活性、化学反应能力增强、结晶性能破坏等。凝胶性胶原是高分子化合物,在水溶液中具有胶体性质。亲水基团(羟基、氨基、羧基等)特别多,亲水能力比较强。少量胶原蛋白固定大量水,形成凝胶。胶原蛋白的化学性质1、与亚硝酸反应蛋白质或氨基酸的氨基与亚硝酸反应,,通过测定释放的氮气量可以计算蛋白质的水解程度和速度。2、与甲醛反应甲醛滴定法可用来测定氨基酸的含量,其原理是甲醛在氨基上发生加成反应生成N-羟甲基衍生物。继续反应,产生N-二羟甲基衍生物,从而将自由氨基封闭,保护氨基。用碱溶液滴定自由羧基的数量,可计算出蛋白质的含量。3、与茚三酮反应蛋白质或氨基酸的溶液滴加几滴茚三酮溶液后加热至沸,溶液即呈蓝紫色,而脯氨酸和羟基脯氨酸因为是亚氨基。产生黄色。这个反应常用于氨基酸的比色定量分析。胶原蛋白的化学性质4、与酸、碱的作用胶原肽链的端基和侧链均含有氨基和羧基,即存在许多碱性基团和酸性基团,它们在溶液中能与酸和碱结合。结合后,胶原分子间及肽链间的离子交联键和氢键将被打开。随着时间延长,各种交联键和次级键逐渐被破坏。胶原发生酸溶或碱溶,甚至有可能发生主链降解。当加热至沸腾,胶原逐步由大肽水解成小肽,直至成氨基酸。5、与盐基的作用在盐溶液中胶原肽链间的离子键被盐打开,从而吸水膨胀。各种离子对胶原膨胀能力的大小影响如下。阳离子:Ca2+>Li+>Na+>C>Rb+>Cs+;S->I->NO->CI->CHCOO->S032->酒石酸根>柠檬酸根。中性盐会造成胶原的膨胀,有的造成脱水。胶原蛋白的应用生物医学应用1、提高免疫机能当免疫细胞随血液流经身体各处时,会透过血管壁,接近外来的异物(如细菌、病毒等),若这一部位含有大量胶原蛋白,免疫细胞就与胶原蛋白及时结合,对抗异物。接着一连串免疫机能提升的作用就不断发生,由巨噬细胞、淋巴球、血浆细胞及免疫球蛋白等免疫机能总体性提升,会使得人体抵抗力增加。2、抑制癌细胞胶原蛋白抑制癌细胞是透过两种方式进行的,一是提高人体免疫力达到压制癌细胞目的。一是防止癌细胞转移。3、止血作用医院手术时为了抑制手术出血,常使用胶原蛋白撒在手术伤口上,在孕妇生产时常施行胶原蛋白以防止大量出血。胶原蛋白的应用4、活化筋骨,治疗关节炎及酸痛胶原蛋白广存于肌肉及筋骨,而且是人工皮肤、人工韧带、关节等主要生医材料,所以当人体筋骨、关节等发生酸痛,甚至发炎时,如果使用胶原蛋白就可以发挥其添补、更换的功效,对筋骨等病痛有缓和功效。5、生物医学材料人工皮肤、人工血管、人工食管、心脏瓣膜、人工骨、角膜等的原料