胶原蛋白工艺开发思路
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胶原蛋白的分类及作用
Figure 1. 胶原蛋白的类型
02
胶原蛋白的应用
胶原蛋白作为市场研发热点，在以下领域具有广泛应用：
1. 食品保健
•添加剂
•水解得到的功能性肽具有增加骨密度、降低血压和抗氧化的作用
2. 化妆品
•注射填充
3. 生物医药
•创面敷料
•止血材料：诱导血小板的附着，激活凝血因子；良好的渗水和吸水能力，对止血有辅助作用
•组织工程材料：作为皮肤和骨骼的修复材料、支架材料、生物膜材料等。
•药物释放的媒介：水凝胶、颗粒剂、海绵和薄膜等，用于低分子量化学物质如抗生素和癌症抑制剂等药物的释放。
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胶原蛋白的结构
天然胶原蛋白为白色、不透明、无支链的纤维蛋白，分子量约为300 kDa，具有三股螺旋结构，每条单链分子量约为90 kDa。重组胶原蛋白因不同的分子序列设计，可能为部分片段，分子量在30 kDa~90 kDa不等，且可能形成更高级的结构，在电泳中表现出偏大的分子量。
原胶原是构成胶原蛋⽩的基本结构单元，每条原胶原链⼤约含有1000个氨基酸。
• 一级结构：(Gly-X-Y)n重复单位，其中X和Y常为脯氨酸和羟脯氨酸，少数为赖氨酸和羟赖氨酸（UV220-230 nm）。
• 二级结构：左⼿α螺旋肽链。
• 三级结构：3条多肽链缠绕，右⼿螺旋组成原胶原。
• 四级结构：原胶原平⾏排列成束，共价交联成原纤维，聚集成束。
Figure 3. 胶原蛋⽩的结构
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胶原蛋白的工艺开发挑战
•优点：生产相对简单、成本低；生物活性好
•缺点：动物源病毒风险，免疫原性；批次不稳定；水溶性差；养殖时间长，产能受限；运输储存困难
•工艺难点：分子量大（大多300 kDa左右），分子间交联、除菌困难
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胶原蛋白纯化工艺路线
基于上游表达情况，下游则主要涉及澄清、超滤、层析和除菌等关键工艺单元。
Table 1. 动物组织胶原蛋⽩提取⼯艺路线
Table 2. ⼤肠杆菌/酵⺟重组胶原蛋⽩提取⼯艺路线
Table 3. CHO细胞重组胶原蛋⽩提取⼯艺路线
参考文献
