[发明专利]一种新型自组装胶原蛋白及制备方法

说明书

本发明公开了自组装胶原蛋白及其制备方法和用途，其中，自组装胶原蛋白制备方法包括以下步骤：利用胰蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶对动物源胶原蛋白进行酶解处理，以便获得含有小分子肽的酶解产物；对所述酶解产物进行超滤处理，以便获得胶原蛋白多肽溶液；将所述胶原蛋白多肽溶液与醋酸混合后进行透析处理以便获得所述自组装胶原蛋白，其中，所述透析处理采用磷酸盐缓冲液作为透析外液。该方法采用特定蛋白酶水解胶原蛋白，不仅得到低分子量的胶原多肽溶液，并且可以在肽的末端产生特定的“粘性末端”，通过自组装形成可以在体内起到更好地支撑器官、保护机体作用的胶原纤维。

技术领域

本发明涉及蛋白质工程领域，具体的，本发明涉多肽分子自组装领域，更具体的，本发明涉及自组装胶原蛋白及其制备方法和用途。

背景技术

胶原蛋白是一种动物体内由纤维原细胞合成产生的天然蛋白，是细胞外基质的结构蛋白，又称胶原，广泛存在于动物的骨豁、皮肤、肌腱等结缔组织中，使组织和器官具有良好的机械力学结构，从而起到支撑器官、保护机体的作用。(Gly-X-Y)n重复氨基酸序列单元是构成胶原三螺旋结构的分子基础，其中甘氨酸(Gly)占据三螺旋的轴心位置、脯氨酸和羟脯氨酸分别在X和Y位置上高频出现并对三螺旋的稳定性发挥重要作用。胶原蛋白及其降解产物富含甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、天冬氨酸等天然保湿因子和大量的亲水基团，因而它具有保湿功能。另外，胶原蛋白具有良好的渗透性，能填充在皮肤基质之间且被皮肤吸收，具有修复皮肤和美白的作用，因此胶原及其降解产物胶原肽在美容保健和化妆品中的应用越来越广泛。

由于从组织提取的胶原蛋白分子量比较大，一般为200kDa左右，而分子量大于4kDa的物质很难进入人皮肤的真皮层，导致人体对胶原蛋白的吸收效率低。因此，通过体外蛋白酶的水解作用，生成分子量为1kDa左右的胶原蛋白寡肽，这些小肽能够被皮肤吸收，能促进氨基酸吸收和机体蛋白质的合成。采用特异性酶水解胶原蛋白得到胶原蛋白寡肽，胶原蛋白在水解为多肽时其三螺旋结构遭到破坏，起不到支撑器官、保护机体的作用。

多肽自组装技术是指利用多肽分子在热力学平衡条件下通过非共价键间的相互作用自发形成稳定的聚集态结构。自组装机理是利用多肽分子的非共价键，如分子间的氢键、离子键、盐键等自发形成多肽聚集体。胶原蛋白的自组装过程十分复杂，目前的研究大多数集中在考察胶原蛋白的浓度、自组装时间、溶液pH、电解质、基底等因素对胶原蛋白自组装过程的影响。

因而，对自组装前胶原蛋白样本的制备方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够制备具有良好的支撑器官、保护机体等生物功能的自组装胶原蛋白的方法。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：由于胶原蛋白富含谷氨酸、赖氨酸和天冬氨酸等带电氨基酸，可以通过蛋白酶水解得到末端为特定氨基酸的肽段，比如末端为带正电的谷氨酸和负电的赖氨酸，从而形成“粘性末端”，能够促使胶原蛋白多肽自组装形成胶原纤维。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种制备自组装胶原蛋白的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：利用胰蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶对动物源胶原蛋白进行酶解处理，以便获得含有小分子肽的酶解产物；对所述酶解产物进行超滤处理，以便获得胶原蛋白多肽溶液；将所述胶原蛋白多肽溶液与醋酸混合后进行透析处理以便获得所述自组装胶原蛋白，其中，所述透析处理采用磷酸盐缓冲液作为透析外液。

发明人惊奇的发现，利用本发明的制备自组装胶原蛋白的方法，采用特定蛋白酶水解胶原蛋白，不仅得到低分子量的胶原多肽溶液，并且可以在肽的末端产生特定的“粘性末端”，通过自组装形成胶原纤维。单纯用蛋白酶水解胶原蛋白成为小肽段，能够被人体有效吸收，但是并不能在体内自组装成胶原蛋白，不能更好地起到支撑器官、保护机体的作用。因此，将胶原蛋白用特异性蛋白酶水解使其产生“粘性末端”，并通过自组装形成胶原纤维，从而可以更好地发挥其生物功能。