张皓哲, 高春红, 李天铎, 等. 胶原和明胶清除羟基自由基机理探究[J]. 齐鲁工业大学学报, 2022, 36(3): 32-38. DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2022.03.005
胶原和明胶清除羟基自由基机理探究
张皓哲1, 高春红1, 李天铎1, 马建平2, 许静1
摘要：以猪皮中提取、水解得到的I型胶原和明胶为研究对象, 研究了二者对羟基自由基的清除影响。紫外光谱结果表明, 胶原多肽和明胶均对羟基自由基具有清除能力, 二者清除羟基自由基的能力与其浓度呈正相关, 而且明胶清除自由基的能力明显优于胶原多肽。氨基酸分析结果表明, I型胶原和明胶分子中氨基酸种类及含量相近, 这不是造成二者清除自由基能力差异的关键。圆二色谱分析结果表明, 明胶分子包含α-螺旋、β-折叠、β-回转、任意卷曲四种二级结构, 其中β-折叠、β-回转、任意卷曲结构含量总和远远高于α-螺旋, 表明明胶分子链处于较高伸展度, 有利于抗氧化氨基酸暴露, 有利于清除自由基。而I型胶原蛋白的三条肽链聚合在一起, 其中的氨基酸基团暴露的相对较少, 其溶液中游离的羟基自由基有很小机会可以和这些氨基酸基团结合, 限制了自由基的清除能力。因此, 二者结构上的不同造成了明胶的羟基自由基的清除率高于胶原多肽。本研究将为胶原蛋白抗氧化的研究提供理论和应用基础。
关键词：胶原 明胶 羟基自由基 清除 二级结构
图 1 自由基获得质子过程
图 2 胶原和明胶清除自由基功效对比
表 1 胶原和明胶所含氨基酸种类及含量
|
氨基酸 |
是否具有自由基清除功效 |
在胶原分子上的相对质量分数/% |
在明胶分子上的相对质量分数/% |
|
天门冬氨酸 |
是 |
4.19 |
5.28 |
|
苏氨酸 |
否 |
1.33 |
2.11 |
|
丝氨酸 |
否 |
2.34 |
2.53 |
|
谷氨酸 |
是 |
7.28 |
10.79 |
|
甘氨酸 |
是 |
27.36 |
21.75 |
|
丙氨酸 |
是 |
6.84 |
9.48 |
|
缬氨酸 |
否 |
1.56 |
2.08 |
|
异亮氨酸 |
否 |
1.15 |
3.08 |
|
亮氨酸 |
否 |
2.79 |
1.43 |
|
酪氨酸 |
是 |
1.86 |
0.59 |
|
苯丙氨酸 |
否 |
0.92 |
2.23 |
|
赖氨酸 |
是 |
2.83 |
3.69 |
|
组氨酸 |
是 |
0.50 |
0.66 |
|
精氨酸 |
是 |
6.23 |
8.08 |
|
脯氨酸 |
是 |
13.39 |
12.15 |
|
胱氨酸 |
否 |
0.31 |
0.27 |
|
蛋氨酸 |
否 |
0.65 |
1.00 |
图 3 胶原结构示意图
图 4 胶原分子向明胶分子转变的结构变化
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