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牛跟腱胶原蛋白的酶解研究

牛跟腱胶原蛋白的酶解研究

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作者： MUHAMMAD ISRAR 华南理工大学

学位级别：硕士

胶原蛋白是一种纤维状蛋白质,存在于结缔组织的肌腱、骨骼、皮肤和软骨等细胞外基质中,为组织提供结构支持、弹性和强度。由于其独特的生物特性,胶原蛋白及其衍生物在食品、化妆品和生物医学行业有许多应用。2018年,全球胶原蛋白市场估... 详细信息

胶原蛋白是一种纤维状蛋白质,存在于结缔组织的肌腱、骨骼、皮肤和软骨等细胞外基质中,为组织提供结构支持、弹性和强度。由于其独特的生物特性,胶原蛋白及其衍生物在食品、化妆品和生物医学行业有许多应用。2018年,全球胶原蛋白市场估计价值约42.7亿美元,预计到2025年将增长到66.3亿美元。然而,由于脯氨酸、甘氨酸和羟脯氨酸(其主要氨基酸)等疏水性氨基酸的存在,胶原蛋白不溶于水。由于其强疏水性,胶原蛋白的水解存在困难,因而迫切需求一种获得高产量胶原蛋白的方法。因此,本研究探讨了在不同的处理时间和底物浓度下,使用碱性蛋白酶提取、鉴定和水解牛白踝肌腱(BWAT)中胶原蛋白的方法。为了提取胶原蛋白,BWAT被切成较小的方块,在60℃下干燥并研磨。在这个过程中,将100 g磨碎的样品加入到1L的(1M)氯化钠溶液中,在40℃下连续搅拌4小时,以去除其他蛋白质和脂肪。然后将混合物过滤、冻干并储存,使用凯氏定氮法评估BWAT样品中的蛋白质浓度,通过SDS-PAGE凝胶电泳进行蛋白质鉴定。为了最大限度地提高肽的产量,样品在55℃下用不同浓度(1%-4%)的碱性蛋白酶处理不同的时间段(2-8h),以及底物浓度(1-4g)。在这项研究中,使用了生物化学以及生物物理技术来分析水解程度、肽谱和水解物的分子量分布,用分光光度计测量了340nm处的光密度。结果显示,BWAT含有大量的胶原蛋白。经氯化钠处理后,粗胶原蛋白产量为32.09%。此外,用凯氏定氮法测得到样品中蛋白质含量为87.11%。SDS-PAGE分析结果显示,获得粗蛋白的分子量在130-150 KDa之间,与文献中报道的一致,证实了BWAT样品中胶原蛋白的存在。水解度(DH)分析显示,在使用4%的酶浓度和处理4h的情况下,与1g(13.74±0.41%)、2g(14.97±0.45%)和3g(18.71±0.39%)处理相比,4g底物的DH最高(57.87±0.51%,P白质回收率最低(32.96±0.46%);在2g底物和4%酶的恒定浓度下,与4h(39.73±0.32%)、6h(73.54±0.37%)和8h(75.23±0.21%)处理相比,2h处理的蛋白质回收率最高(89.63±0.63%)。总之,研究了从BWAT生成胶原蛋白肽的最佳酶促水解条件,并确定为酶浓度为4%,底物浓度为4g,水解时间为4h。

关键词：牛白踝肌腱酶解碱性蛋白酶胶原蛋白肽

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