胶原、明胶和胶原蛋白的区别
（成都新际生物活性胶原开发有限公司）
胶原是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质，广泛存在于从低等脊椎动物到哺乳动物的一切组织中。胶原占据了脊椎动物体内所有蛋白质总量的30%，是主要的结构蛋白。胶原具有其他合成材料无法比拟的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，比如在体内易被人体吸收、能促进细胞成活与生长、促进血小板凝结等。
胶原经改性后，可用于制作生物医学材料、美容化妆品、保健品等。现已运用于临床中的有用于烧伤创伤治疗的胶原膜，用于创伤止血的胶原止血海绵，用于美容矫形的胶原医用注射剂等。
市场上冠以“胶原”名号的产品很，但大多是明胶或水解胶原蛋白。胶原、明胶和胶原蛋白这三种物质虽然具有同源性，但在结构和性能上却有很大的区别。
胶原--保留有天然的三股螺旋结构，具有生物活性；
明胶--是胶原在酸、碱、酶或高温作用下的变性产物,已失去生物活性；
胶原蛋白--则是胶原的水解产物，胶原的三股螺旋结构彻底松开，成为3条自由的肽链，且降解成多分散的肽段，因此没有活性
1、（ⅰ型）胶原、明胶水解胶原蛋白相对分子质量差异
从图1电泳分析图谱可以看出：胶原的相对分子质量最大，胶原的电泳图有3条泳带，在100kd附近出现的2条泳带分别是胶原分子的a1链和a2链，在200kd附近出现的1条泳带是胶原分子的β链。即胶原的每条多肽链相对分子质量为10万，3条多肽链构成一个胶原分子，1个胶原分子相对分子质量为30万；明胶的电泳分离带为一个连续带，相对分子质量主要分布在几万到10万；水解胶原蛋白也是一个连续分离带，但其相对分子质量比明胶小，主要分布在几千到3万.
图1 胶原、明胶和水解胶原蛋白的电泳分析。
a：标准相对分子质量；
b：胶原；
c：明胶；
d：水解胶原蛋白
2.蛋白质二级结构差别
蛋白质的二级及高级结构是蛋白质功能前提，若被破坏则功能尽失。如何有效提取胶原并保持其高级结构不被破坏是制备生物活性胶原关键问题。圆二色谱是表征蛋白质二级结构的有效手段，已广泛用于测定胶原的二级结构和变性温度。胶原、明胶和水解胶原蛋白的圆二色谱如图2所示。
图2 （ⅰ型）胶原、明胶和水解胶原蛋白的二级结构
典型的胶原螺旋圆二色谱是在220nm左右有个弱的正的吸收峰，在190nm左右有个大的负吸收峰。而变性胶原的产物¡ª¡ª明胶和水解胶原蛋白，在220nm左右没有正的吸收峰，在190nm左右有个负的吸收峰。因此明胶和水解胶原蛋白是典型的无规卷曲构像。
3．胶原的变性温度测定
变性温度是胶原的稳定性一个参数，它跟胶原来源有着很大的关系，一般与动物的体温和生活环境的温度相关。变性的过程伴随着胶原的螺旋结构的解旋，粘度会逐渐降低，许多特有的性能也会丧失，最终变为明胶。粘度法也广泛用于测定胶原变性温度，胶原、明胶和水解胶原蛋白的比容增比粘度与温度的关系如图3所示。
图3 胶原、明胶和水解胶原蛋白的变性温度
粘度变化50％时候的温度即为胶原的变性温度，从图3可得胶原的变性温度为37.5℃左右，而明胶和水解胶原比容增比粘度只有细微变化，无明显的变性温度。
4、再纤维性的对比
从图4可以看出，在实验条件下胶原溶液吸光度在短时间内即快速增大，然后到达一个相对稳定的平台。而明胶和水解胶原蛋白在实验的整个过程中吸光度都基本保持不变。这是由于胶原溶液在生理条件下，胶原分子之间能再度相互连接形成纤维，导致吸光度上升。
由此说明：只有胶原溶液具有独特的再纤维性质，而它的变性产物明胶和降解产物水解胶原蛋白则不具有这样的性质。
图4 胶原、明胶和水解胶原蛋白的纤维形成性能
--´-- 胶原；-- -- 明胶；--d--水解胶原蛋白
图5 胶原再纤维的扫描电子显微镜图
图5表明，胶原的再纤维呈多孔网状结构。这是因为胶原溶液中的胶原分子仍然保留其三股螺旋结构，所以在适当的条件下，溶液中的胶原分子靠氢键或分子间作用力连接，再度以四分之一交错排列的方式形成纤维束。而明胶和水解胶原蛋白的三股螺旋结构都被破坏，而且这种破坏是不可逆的，因而丧失了再纤维性。所以，胶原、明胶和水解胶原蛋白中，只有胶原才具有再纤维的生物活性。这也决定了它们在应用上的不同。
5、生物学性能对比
胶原和明胶以及水解胶原蛋白对细胞生长的影响也存在很大的区别。采用角质形成细胞分别在胶原、明胶和水解胶原蛋白底物上进行细胞培养时，培养10小时后用显微镜观察到的细胞生长繁殖情况如图6所示。
图6 角质形成细胞在胶原(a)、明胶(b)、水解胶原蛋白(c)和培养皿(d)上的培养图片
图6的结果证明，胶原上培养的细胞的生长繁殖能力明显优于在明胶和水解胶原蛋白上的培养效果，实际上明胶和水解胶原蛋白对细胞的生长繁殖作用与空白样相差不大。因此可以认为明胶和胶原水解蛋白丧失了胶原的天然结构，已不具有生物活性。
参考文献
[1]李国英,张忠楷,雷苏等.胶原、明胶和水解胶原蛋白的性能差异[j].中国皮革，2002
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[4]李国英.胶原的生理作用[j].中国皮革,2002,31（19）