膠原蛋白

膠原蛋白（）又稱膠原，是动物细胞外基质和结缔组织的主要结构蛋白质成分，由成纤维细胞分泌，而本身又由原胶原蛋白分子组成，多形成纤维状结构。胶原纤维（collagen fiber）又称白纤维（white fiber），则是由构成，也是疏松结缔组织中的主要纤维成分，新鲜时呈白色。

膠原蛋白為哺乳類動物體內含量最多的一類蛋白質，占哺乳類總蛋白質量的20%~30%，广泛存在于从低等脊椎动物的体表面到哺乳动物机体的一切组织中，也是人體的一種非常重要的蛋白質，主要存在於结缔组织中，且植物组织中无此蛋白。它有很强的伸张能力，是韧带的主要成份，胶原蛋白也是细胞外基质的主要组成成分。它使皮膚保持彈性，而膠原蛋白的老化，則使皮膚出現皺紋。膠原蛋白亦是眼睛角膜的主要成份，但以結晶形式組成。膠原蛋白無法被人体直接吸收，口服会被分解为氨基酸。

胶原蛋白的名称来自希腊语（），意思是“胶水”，后缀，-gen表示“生产”。这得来于早期，人们煮沸马匹和其他动物的皮肤和肌腱里的胶原蛋白以获得胶水的过程。

 胶原蛋白构造 
构成胶原的氨基酸序列非常有特色。首先，它富含甘氨酸和脯氨酸残基，前者的含量达到总氨基酸残基的1/3后者则接近1/4；其次，序列中含有胺基酸的衍生物和羟脯氨酸，这两种氨基酸是在蛋白质一级结构序列形成之后由特定的酶作用于序列中的赖氨酸和脯氨酸形成的；最后，它的序列中只含有很少的酪氨酸残基，并且不含有色氨酸和半胱氨酸残基。膠原蛋白一级结构的另一个特点是它的氨基酸的排列。这些氨基酸一般以-甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸-三联交替出现的顺序排列。只有很少的蛋白质有这样规则的氨基酸排列Linesnmayer TF, Gibney E, Gorden MK, Marchant JK, Hayashi M & Fitch JM. 1990. Extracellylar materices of developing chick retina and cornea. Localization of mRNAs for collagen types II and IX by in situ hybridization. Invest ophthalmol visual sci 31 (7):1271-1276。

在空间结构上，胶原蛋白显示出特殊的三股螺旋缠绕的结构，三条相互独立的胶原蛋白肽链依靠甘氨酸之间形成的氢键维系三股螺旋相互缠绕的结构。胶原蛋白肽链的三股螺旋结构不同于普通的α螺旋结构，它的螺距更大，但每一圈螺旋所包含的氨基酸残基数却很小，仅为3.3个，因此胶原蛋白的三股螺旋显得细而长，螺旋中间的空间很小，仅能容纳一个氢原子，只有甘氨酸能够胜任这个位置。另外脯氨酸所特有的肽平面夹角也是形成这种特殊螺旋结构的必须因素。这也是胶原蛋白肽链中-甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸-三联序列交替出现的原因。胶原蛋白这种特殊的三股螺旋结构保证了它的机械强度。这种三股螺旋被称为原胶原（procollagen）。

若干个原胶原横向堆积，序列中所含有的羟赖氨酸和羟脯氨酸侧链在酶作用下氧化生成醛，相互之间发生羟醛缩合反应形成原胶原之间的共价链接，这种结构被称为胶原微纤维。许多胶原微纤维横向堆积，以相同的方式通过共价键链接，形成胶原纤维。胶原纤维是胶原蛋白行使生理作用的基本形态，在生物体内胶原纤维交织成富有机械强度和弹性的网状结构成为结缔组织最基本的组成成分。

 类型 
至今约有28型不同的胶原蛋白被发现，但仍均有三股螺旋缠绕的结构。在人体超过90%的胶原蛋白是I型胶原蛋白，软骨的主要胶原成分则为II型胶原蛋白。
+ 人类胶原蛋白 UniProt 信息 胶原蛋白类型 基因名称 (Gene Name) UniProt 编码 (UniProt Accession) UniProt 链接 (UniProt Link) 主要分布/功能 化学式 I COL1A1 P02452 P02452 骨骼、肌腱、皮肤、韧带等结缔组织的主要成分C4074H6322O1464N1304S7 COL1A2 P08123 P08123 骨骼、肌腱、皮肤、韧带等结缔组织的主要成分C4035H6327O1295N1307S5 II COL2A1 P02458 P02458 软骨、玻璃体等C4167H6530O1525N1318S11 III COL3A1 P02461 P02461 皮肤、血管、内脏器官等C4062H6316O1552N1314S11 IV COL4A1 P02462 P02462 基底膜的主要成分C6361H9846O1951N1810S42 COL4A2 P08572 P08572 基底膜的主要成分C6600H10196O1978N1906S40 COL4A3 Q01955 Q01955 基底膜的主要成分C6994H10887O2110N2039S52 COL4A4 P53420 P53420 基底膜的主要成分C7067H10903O2124N2073S53 COL4A5 P29400 P29400 基底膜的主要成分C7049H10896O2116N1982S45 COL4A6 Q14031 Q14031 基底膜的主要成分 C6326H9773O1960N1827S44 V COL5A1 P20908 P20908 与I型胶原蛋白伴行，参与纤维形成，位于细胞表面、胎盘等C6708H10300O2288N1941S35 COL5A2 P05997 P05997 与I型胶原蛋白伴行，参与纤维形成，位于细胞表面、胎盘等C4785H7512O1570N1524S25 COL5A3 P25940 P25940 与I型胶原蛋白伴行，参与纤维形成C7424H11621O2327N2199S22 VI COL6A1 P12109 P12109 微原纤维，遍布多数结缔组织C4816H7567O1599N1347S29 COL6A2 P12110 P12110 微原纤维，遍布多数结缔组织C4830H7609O1610N1385S32 COL6A3 P12111 P12111 微原纤维，遍布多数结缔组织C15485H24701O4895N4259S65 VII COL7A1 Q02388 Q02388 形成锚定纤维，位于上皮-间质连接处C12766H20335O4097N3879S33 VIII COL8A1 P27658 P27658 内皮细胞，特别是角膜内皮C3220H4969O873N867S24 COL8A2 P25067 P25067 内皮细胞，特别是角膜内皮C2884H4445O848N815S10 IX COL9A1 P20849 P20849 软骨，与II型胶原蛋白结合C3888H6164O1204N1180S20 COL9A2 Q14055 Q14055 软骨，与II型胶原蛋白结合C2733H4323O863N837S14 COL9A3 Q14050 Q14050 软骨，与II型胶原蛋白结合C2712H4319O908N821S10 X COL10A1 Q03692 Q03692 肥大软骨和矿化软骨C2883H4433O837N809S11 XI COL11A1 P12107 P12107 软骨，与II型胶原蛋白伴行，调控纤维直径C4195H6600O1357N1318S10 COL11A2 P13942 P13942 软骨，与II型胶原蛋白伴行，调控纤维直径C7365H11574O2365N2220S27 XII COL12A1 Q99715 Q99715 与I型胶原蛋白伴行，分布于肌腱、韧带等C15162H23841O4969N4015S65(C14H19NO14S)n XIII COL13A1 Q5TAT6 Q5TAT6 跨膜胶原蛋白，分布广泛C3028H4869O935N931S21 XIV COL14A1 O15911 Q05707 FACIT 胶原蛋白C8706H13683O2894N2291S49 XV COL15A1 P39059 P39059 分布广泛，可能参与基底膜结构C6270H9822O2061N1692S40 XVI COL16A1 Q07092 Q07092 分布广泛，功能尚不完全清楚C6821H10795O2160N2005S57 XVII COL17A1 Q9UMD9 Q9UMD9 跨膜胶原蛋白，BP180，主要位于半桥粒C6565H10337O2131N1898S40 XVIII COL18A1 P39060P39060基底膜，其C端裂解产物为内皮抑素 (Endostatin）C8002H12340O2528N2252S35 XIX COL19A1 Q14993 Q14993 FACIT 胶原蛋白C4922H7771O1522N1445S30 XX COL20A1 Q9P218 Q9P218 功能尚不完全清楚C5951H9436O1810N1694S25 XXI COL21A1 Q96P44 Q96P44 FACIT 胶原蛋白 C4309H6822O1339N1217S23 XXII COL22A1 Q8NFW1 Q8NFW1 位于肌腱和肌肉连接处C6939H10959O2184N2067S35 XXIII COL23A1 Q86Y22 Q86Y22 MACIT 胶原蛋白，跨膜C2232H3590O717N692S11 XXIV COL24A1 Q17RW2 Q17RW2 在骨骼发育中表达C7695H12203O2482N2195S37 XXV COL25A1 Q9BXS0 Q9BXS0 跨膜胶原蛋白，位于神经元C2787H4472O881N850S24 XXVI COL26A1 Q96A83 Q96A83 主要在睾丸表达C1896H2990O599N564S14 XXVII COL27A1 Q8IZC6 Q8IZC6 在软骨发育中表达C4112H6471O1269N1269S25 XXVIII COL28A1 Q2UY09 Q2UY09在神经系统中表达C4992H7915O1583N1411S28 XXIX COL29A1或COL6A5 A8TX70 A8TX70 表皮胶原蛋白C12849H20281O4005N3555S90

 醫療用途 
心臟應用
整容手術
整形外科使用
傷口護理管理使用

 口服及外用爭議 
对口服的胶原蛋白产品，在消化过程中也和其他蛋白质一样：由于人体很难直接吸收蛋白质或多肽，口服蛋白质、多肽后，几乎都会在消化道消化成氨基酸后才被人体吸收，据组织需求再重新合成的蛋白质，与原本口服的胶原蛋白无关。

对外用的胶原蛋白产品，在涂抹于皮肤后也与其他蛋白质一样：分子过大而无法渗透至真皮层，仅有覆盖保湿的作用。

实際上，口服或外用膠原蛋白，目前都没有证据显示额外补充胶原蛋白对延缓衰老和除皱有特殊功效。

研究指出口服膠原蛋白可以提昇皮膚彈性、濕度，以及皮膚膠原蛋白密度。

 參考文獻 

 外部連結 

 12 types of collagen 
 Database of type I and type III collagen mutations 
 Science.dirbix Collagen
 Collagen Stability Calculator 
 Computer-generated animations of the assembly of Type I and Type IV Collagens 


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