膠原(collagen)
膠原是細胞外最重要的水不溶性纖維蛋白, 是構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架。膠原在細胞外基質(zhì)中形成半晶體的纖維,給細胞提供抗張力和彈性,并在細胞的遷移和發(fā)育中起作用。膠原在各種動物中都有存在。脊椎動物中腱、軟骨和骨中的膠原非常豐富,幾乎占了蛋白總重的一半。
膠原蛋白的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原(tropocollagen),原膠原肽鏈的一級結(jié)構(gòu)具有(gly-x-y)n重復序列, 其中x常為脯氨酸(pro), y常為羥脯氨酸(hypro)或羥賴氨酸(hylys)。hylys殘基可發(fā)生糖基化修飾, 其糖單位有的是一個半乳糖殘基(gal), 但通常是二糖(glu-gal-),膠原上的糖所占的量約為膠原的10%。原膠原是由三條α-肽鏈組成的纖維狀蛋白質(zhì), 相互擰成三股螺旋狀構(gòu)型, 長300nm, 直徑1.5nm。
目前已發(fā)現(xiàn)20個左右的基因分別在不同組織中編碼不同類型的膠原; 不同類型的膠原定位于體內(nèi)的特定組織,也有2-3種不同的膠原存在于同一組織中。
膠原蛋白(collagen)又稱膠原，是由三條肽鏈擰成的螺旋形纖維狀蛋白質(zhì)。膠原蛋白是動物結(jié)締組織重要的蛋白質(zhì)，結(jié)締組織除了含60～70％的水分外，膠原蛋白占了約20～30％，因為有高含量的膠原蛋白，結(jié)締組織具有了一定的結(jié)構(gòu)與機械力學性質(zhì)，如張力強度、拉力、彈力等以達到支撐、保護的功能。
膠原、明膠和膠原蛋白的異同
《英漢化學化工詞匯》（第3版 科學出版社，1988）中將collagen譯為膠原（蛋白），通常稱為膠原，有時候為了敘述傷的方便或更強調(diào)其蛋白的特性，也把collgagen稱作膠原蛋白。膠原是指動物組織器官中存在的一類蛋白質(zhì)，在提取、分離時，隨著方法和條件的不同，可以產(chǎn)生膠原、明膠和膠原蛋白三種產(chǎn)物。
能被稱為膠原的，必須是其三螺旋結(jié)構(gòu)沒有改變的那類蛋白質(zhì)，還保留有生物活性。
明膠是膠原在酸、堿、酶或高溫作用下的變性產(chǎn)物，與膠原一樣由18中氨基酸組成，但已失去了生物活性。
上述膠原第一種水解產(chǎn)物，便是膠原蛋白，膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)徹底松開，成為3條自由的肽鏈，且降解成多分散的胎段，其中包括小肽。因此膠原蛋白是多肽混合物，相對分子質(zhì)量從幾千到幾萬，分子量分布很寬，沒有生物活性，能溶于冷水，而且能被蛋白酶利用。膠原蛋白與機體的生長、衰老和疾病有著極其密切的聯(lián)系。因其具有良好的生物相容性、營養(yǎng)性、修復性、保濕性、配伍性和親和性，所以被廣泛應用于生物醫(yī)學材料、化妝品、食品及保健品等功能性產(chǎn)品。膠原蛋白具有美容（防皺、保濕、美白、減肥、豐胸）、預防骨質(zhì)疏松、改善關節(jié)健康、改善血液循環(huán)、健胃、提高人體免疫力等功效。
通過上面的敘述，可以歸納如下：a.膠原具有生物活性，不溶于冷水和熱水，不能被蛋白酶利用；b.明膠相對分子質(zhì)量較高只溶于熱水，不溶于冷水，膠原蛋白相對分子質(zhì)量較低，而且分子量分布比明膠更寬，可溶于冷水；c.明膠與膠原蛋白均無生物活性，但可被蛋白酶利用。