丝胶蛋白的药理及其在医用材料上的应用.pdf

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1、丝胶蛋白的药理及其在医用材料上的应用 张雨青 苏州大学农业生物技术实验室，苏州，2 1 5 0 0 6 摘要：在缫鲐、丝织、绢纺或舒棉生产或加l = 过程的废液中回收的丝胶蛋白经降解、水解或酶解处理后获得的水溶性丝胶及其水解 物县自多种药理作用或生物活性功能，在曲物与医用生物材料方面有重要应用价值。 关键词链胶曲理作用医用生物材料开发利用 牢固法分类号：鸭1 0 25 1 2 文献杯识码：B 丝胶分子量从几万到3 0 多万不等，组成丝胶的 多数氨基酸含有羟基、羧基、氨基等极性较强的侧 基，总量占整体的三分之二，其中丝氢酸和天冬氨酸 就分别占3 3 和1 7 。所以，丝胶蛋白是一种水溶 性球状蛋

2、白。丝胶在降解、水解或酶解时易受各种条 件的影响，可控制降解条件而制备分子量不同的丝 胶肽。由于组成丝胶的1 8 种氨基酸中有8 种是人体 必需氨基酸，而且最近已证实I 一丝氨酸和甘氨酸 都是由神经胶质细胞产生的营养因子。所以，不同分 子量丝胶肽及其水解物具有多种药理作用和许多未 知的生物活性功能。能溶于热水的高分子丝胶易凝 聚，可用于制备医用生物材料；而溶于冷水的低分子 量丝胶不易凝聚，可用作医用药物或保健产品。本文 主要就丝胶及其水解物的药理作用如抗菌消炎、抗 血凝、抗癌、抗艾滋病病毒等及其在生物医用材料等 方面的应用研究与开发利用作简要的报道。 1 活性因子 丝胶蛋白除了与人体皮肤角质层

3、中天然调湿因 子类似，能保持皮肤适量水分使皮肤光滑、柔软、富 有弹性以外，丝胶及其水解物也是种天然抗氧化 剂“，其抑制脂肪过氧化能力可与v c 相媲美。它还 具有抑翩酪氨酸酶活性的作用o 】，当丝胶浓度 0 5 时就具有抑制酪氨酸酶活性能力。即使加热煮 沸处理，上述这二种作用活性也持续不变。所以+ 这 种具有天然抗氧化剂和酪氨酸活性抑制剂安全性 高、有效、稳定又廉价，在医药、化妆品、食晶添加剂 等领域有广泛的应用前景。除此以外，还发现丝胶蛋 白是一种高温D N A 聚合酶的活性增强剂o ! 。在D N A 试仪器以及如何评价辅助浆料上浆性能的研究。按 照科学合理、切实可行、适当先进性的原则，制

4、定统 一行业标准，加大执法力度，对于规范浆料市场，促 进丙烯酸类浆料的生产向质量好、性能优、规范化方 向发展具有重要的意义。 扩增反应系统( P C R ) 中有高温D N A 聚合酶存在情况 下，加入o 1 m g m L 一2 o n l g n 1 L 丝胶蛋白溶液后，不 但能显著促进这种高温D N A 聚合酶的聚合活性，而 且还可以减少这种聚合酶用量进行有效地低剂量 D N A 扩增。 2 皮肤消炎作用 水溶性丝胶及其水解物对某些皮肤病有明显的 疗效”】。用碳酸钠煮沸脱胶、过滤、透析获得的平均 分子量约为2 0 k D a 丝胶溶液，再经浓缩和无菌处 理。刘患有接触性皮炎3 年和阿的平

5、皮炎5 年的病 人进行涂布试验，在患病各部位洗净后，分别将 o5 丝胶水溶液涂于患处，观察皮肤变化情况。2 0 天后接触性皮炎大部分病症减轻，近两月后病症基 本消失：而阿的平皮炎病症在1 个月后大部分病症 减轻，两月后病症已基本消失。由此可见，丝胶蛋白 也是治疗某些皮肤病良好消炎剂。当丝胶蛋白与酶 或酸水解获得的酵母抽提物混合后龃可成为一种新 的皮肤外用药膏c “。这种外用膏也能促进真皮纤维 细胞的胶原生产，有效防治或减缓各种皮肤病症如 皮肤起皱老化、弹性下降、粗糙、发黑、松弛等。另外。 缝胶蛋白与木质葡聚糖、紫外吸收荆、加厚剂粘多糖 和羧基乙烯聚合物或其衍生物混合可制成另一种外 用剂药膏”J

6、 。 3 防止脑老化 脑脊髓星形细胞分泌的非必需氨基酸一丝氨酸 是脑神经元生存和生长所必需的”“】，神经胶质细 胞通过营养因子的供给促使中央神经元细胞的生存 和发育。而甘氨酸和L 一丝氨酸一样也是由神经胶 参考文献 黄故棉织原理北京：中国纺织出版社1 9 9 5 ：6 2 无锡浆料检测中心纺织用聚坷烯酸类浆料质量行业标准制订 课题阶段总结与汇报，2 0 0 2 周永元浆料化学与物理北京：中国纺织出版杜，2 0 0 0 ：5 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the wate

7、rmark 质细胞产生的营养因子，能促进小脑培养神经元生 而食用含3 丝胶饲料达1 1 5 天并在起初1 0 周每星 存、树突发生以及电生理发育。丝胶蛋白中L 一丝 期注射一次二甲肼的雄鼠，其肠癌的发生率和数量 氨酸占3 3 ，而甘氨酸含1 6 ，加起来约占总量一 均受到抑制。最近叉发现丝胶及其水解物能抑制鼠 半。因此，多摄取丝胶及其水解产物有利于提高人的 皮肤癌的发生”1 。用模型实验鼠经皮肤癌诱发剂涂 记忆力、防止脑老化、预防痴呆症等。所以，丝胶及其 布1 周后，就用丝胶液涂布。饲养1 6 周以后，司观察 水解物作为饮食用水或做饭用水的添加剂已出 到未涂丝胶液的对照鼠已出现较严重皮肤癌病症

8、， 现一1 ，这种饮食用水可用作食物蒸煮、炊饭、沏发生许多溃疡；用2 5 t n g 丝胶涂布的实验鼠有轻度 茶、化妆品、饮料加工等的水源。它能抑制自体氧化， 的皮肤癌病症，有一处出现溃疡；而用5 o n g 丝胶涂 在食品中添加后不仅起杀菌、防腐等作用，而且还能 布的实验鼠未观察到任何皮肤癌发生症状。这砦结 使食品品质稳定、美昧、长期保存。长期饮用或食用 果表明丝胶及其水解物能够有效的抑制皮肤癌发 加有丝胶的水制成食品、饭、茶、饮料等能维持健康、生。所以，丝胶及其水解物作为一种结肠癌的预防剂 抑制病菌、延迟衰老、美容养颜。和皮肤癌药剂具有潜在的利用价值。 4 抑制大肠杆菌作用 丝胶及其水解物

9、能抑制大肠杆菌的生长“，并 有助于肠道生理功能的改善、增强人体体质“。作者 最近研究也表明，用高温高压水脱胶法获得的高分 子量丝胶蛋白，再经过脱脂、降解、纯化和干燥制成 的分子量在2 万咀下的1o 丝胶及其水解液，以不 同比例与普通蛋白胨液体培养基混合，进行大肠杆 菌接种培养试验。结果表明，随着混合液体培养基中 丝胶含量提高，其抑制大肠杆菌的能力随之增强； 在全丝胶培养液中大肠杆菌的生长几乎被全部抑 制，砥未含丝胶的普通蛋白胨液体培养基大肠杆菌 生长良好( 未发表的资料) 。 5 降血糖、胆固醇作用 根据氨基酸的功能可知，甘氨酸和丝氨酸能降 低血液中胆固醇含量，排泄人体内的有害物，具有解 毒功

10、效。用丝素的盐酸水解产物通过对5 周龄实验 雄鼠试验，结果表明添食丝素水解物能降低实验雄 鼠中胆固醇的水平“”，而丝胶蛋白中这两种氨基酸 的禽量也分别高达1 7 9 和2 5 5 ，可以推测丝胶 肽及其水解物也同样具有这种功效。丝胶还是一种 降血糖药物的主要成分【I “，先将蚕茧壳单独加水浸 泡煎煮后，j 黄芪、肉丛蓉、黄精、丹参、茯苓水煮液 合并，浓缩后加乙醇沉淀，就可制成多种药物剂型如 片剂、胶囊、r _ ：1 服液、注射剂等。对四氧嘧啶模型小鼠 进行灌服1 个月后，含丝胶的高剂量组均可明显降 低模型动物的血糖值。 6 抗大肠癌和皮肤癌作用 最新研究发现丝胶及其水解物对大肠癌有明显 抑制作

11、用。出生5 周的I c R 雄鼠用含1 5 或3 丝胶饲料连续饲养5 个星期，在起初3 个星期每星 期注射一次l ，2 一二甲肼以诱发结肠癌。结果表明 食用这种饲料的雄鼠其结肠畸形囊发育受到抑制， 7 抗凝剂与抗艾滋病活性 将丝胶或丝素进行硫酸化处理可制成另一种抗 凝药剂“。在丝胶或丝素溶液中加人浓硫酸，其加入 量为丝胶或丝素蛋白量O5 倍一5 0 0 倍，在2 0 l 温度下搅拌硫酸化处理数十分钟到几小时，获 得硫酸化丝胶或丝素产物，经过滤、洗净后溶于水， 再透析、冷冻干燥，最后获得水溶性的硫酸化丝胶或 丝素粉末，经抗血液凝固活性试验，发现它象肝素一 样，具有抗血液凝固活性，而未经硫酸化的丝

12、胶或丝 素就没有这种抗凝活性。所以，硫酸化丝胶或丝素可 替代肝素，具有低价、生产效力高和安全性高的特 点，有广泛的医疗用途如尿毒症病人人工透析或体 外循环时血液中的抗凝剂，病人检查或治疗时t j 血 液接触的医疗用材料表面的抗凝处理等。前不久，研 究人员又将这种硫酸化丝蛋白抗凝剂进行抗艾滋病 病毒活性评估试验，发现它能阻止病毒j 免疫细胞 表面蛋白质相结合。据说，这种新抗凝物质将用于 制造牙膏和刮脸膏等，以防止艾滋病传染“。 8 药物缓释 丝胶与丙烯酸( P A A ) 发生聚合反应后制成一种 新颖的粘膜粘附性高聚物1 。红外光谱研究表明， P A A 丝胶复合高聚物中P A A 和丝胶之间形

13、成氢键， 在复合物中P A A 和丝胶的玻璃点转化温度均较其 单独的温度向内偏移。这可能是P A A 与丝胶之间通 过氢键后可混性提高的缘故。这种P A A 丝胶异分子 共聚物的溶解速率依p H 值而定，其粘膜粘附力与目 前商用品卡伯浦9 7 l P 粘附力相当，这种复合高聚物 有可能用于粘膜药物转运系统。 9 人工器官 丝蛋白可以溶于卤代醋酸制成无毒、透明、均质 的人工器官和医用生物材料囱1 。用3n 山9 8 三氟醋 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the waterma

14、rk 酸可完全溶解s 茧壳，由此制璺的坚墅鉴乡要套璧2 怒2 基。挲。= ：。= 絮= 窑8 1 i 嚣冀= “。“ 形模巾可浇铸成彤如捧状、膜状或其它形状，围化后3i 路宗利A c t j ，HP r 0 。f o r0 fH e m AP 0 】m a n d 墨苎冒奎塑鎏苎要型要蔫翌状譬譬翼鏊；。旱辈黧耄。篓蔷望筹爱谟羹盎蒿：墓葬i 篙嚣：蠹冀：篡 法很易将蚕丝制成隐形眼镜、富有弹性的人工血管 ：杀鬲蔷；蕃I 盖簇葬菁柔荟弄赫器茹：蔷z j j ：j 茹： 和其它惰性的人工器官或医用材料等c 6A kK Hmc o 加p s t mf o rE 砒e m mu E PP a t e n

15、t ，0 9 6 5 ”1 A 1 1 0 人工皮肤7 = ：志：。! 怠羔兰兰裟：= 篇= 。：篙 由非结晶的丝素蛋白膜制成的人工皮肤既能加 ：高写嘉：裂篙? 。o 1 叩1 ”“”“一8 。“。一“ 快皮肤伤口修复，又能易剥离而不易与新生皮肤产 8m 。mJm “o c c m 一。e0 f “U n u l “”I P H ，P l 】一 生粘连? 蔓寸笔曩璺孽婆堡垦孥：要挚掣面曼塞皇盘：荡j 矗篇，：蒙“商脚”“、“1 “ 时间明显提前，能促进表皮细胞生长。1 。丝胶和 9 ；：= 。；。：i 。L ：s e m 。删G l ，m 。s 町v 。M 。1 。A s 加。一 丝素混合制成

16、的丝蛋白膜也是一种良好的人工皮肤 d e n v e d l h ，f ， I - cR I c I 邮f o rc e I b e l l a rP u r k 螗N P 0 r 【N a dA c a d 。这种膜结晶度cl o ，厚度为l o p m 一1 3 0 p m ，密 。溢蒜髫：坌；烈1 7 瑟；嚣公报。科。 度为1 1 9 c 矗1 4 9 c d ，在室温水中溶解厦 1 1 吉田政人炊饭方法E 二札电用l 、把饭公开特许公报2 0 D l 一 竺兰，嘿悉量：竺量篡三萎墨妻三妻苎堡篁警譬要，：器勰绢，；，质训，。，。一：，少 白加人缘故这种刨面覆盖物能加速创面再生与愈 戮姑；

17、劣施 农玉琵；赫年会，夏溢 合。所以，由丝胶和丝素混合组成的丝蛋白膜将是一 1 3K 眦oN 札缸P h y s i d 。舀c 越r u n c “培0 f 鼬k 曲e a t P m t 。m 蚰d 绷c i n 种有开发前途的人T 皮肤。 。蓝絮：? 篙：土警蠹量篙蠹：冀：罂2 “7 “7 5 - ，医用生物材料 篡! 兰曼：? 誊：篡妄匕三霪嚣錾：= 麓竺o 。 丝胶和丝素混合制成的丝蛋白膜具有良好的氧 竺u = ：b y l ，2 一d h m y 脚d m 蛳c em “R e p 7 ( 5 ) ：1 0 4 9 “ 透过件，其性能与人角膜相似，可望在人工角膜得到 1 7 乏!

18、嚣等绢蛋白质七1 J y E 土为7 守天皮肤癌。发现抑 应用。1 。，这种膜也是一种有效的用于细胞增殖的堵制农艺化学会2 0 0 1 年会，京都市 养基质，可取代胶原蛋白l 。通过鼠成纤细胞的培养 1 8 玉靖抗血液凝固如上扩干制造方法公开特许公报9 一 试验m ，成纤细胞的附着状况和增殖速度良好，与常 。鬈罴：盈。一。一。 用来培养动物细胞的胶原蛋白的性能基本相同。另 2 0 伽一s x mA 1 1 ne ldH o v dM u c 砷e “y r 脚a db yT e 一 外，在培养物中加入丝胶能防止细胞老化、促进胶原 嚣器：萼裟；嵩篙。? 岫“8 “5 i 1 1 = 1 产生1

19、。经真皮成纤维细胞培养试验和酶联免疫吸 2 1 村濑真理惠，力小二绢可溶化成形方龇妇、l t 绢电用。、把人 附试验( E u s A ) 测定，发现在培养基中添加水溶性丝 工器官及矿挣L 圮绢老用k 波医绢用紊千公开特许公报6 一 胶能使细胞胶原生产最提高l o 。所以，当这种丝 2 2 ：裂芝w dc 们饥噱M m 。du sP m 棚t u s 5 9 5 1 5 0 6 胶肽与常规的皮肤外用剂成分混和后，可制成各种 2 3 吴微宇等一种剖面保护膜及其糊备方法中国专利， 耋怠兰：耋! ! ：篾箩异的医用制剂如防老化皮肤外用 2 4 兽：銎霉! 嚣新的创而覆盖物一丝素膜，中华整形烧伤外科

20、，z 高分子水凝胶 ”嚣荽高霁i 二乏；三嘉塞害芸鬈裂嘉瑟蒸竺赫矗5 由兰婴或丝素皇雾乙烯醇( ，P v A ? 混合制成的查 2 6 茹意彦酸素透垃膜公升特许公报2 2 3 3 1 2 8 ，1 9 9 0 硼! 股具雨优异啵、放龊性和掸性圳。1 5 9P V A 在商2 7 塬田益裕动物细胞增殖用。细胞培养床基材发矿干。调制方 压锅中很快就溶于7 嘶l L 水中，冷却后加入1 5 9 丝胶 法公开特许公报1 I 一2 4 3 9 4 8 ，1 9 9 9 。 粉混合、搅拌溶解，浇铸在容器内，在辐射加速器中 2 8 ：塞= 兰盎：竺驾= ：黑篡! ：；篇；芝# 篙F “” 经4 0 k G

21、y 处理就获得水凝胶，可用作种子的培养床、2 9 山田英幸等j 于一r y 产生促进剂、及二札电含有L t 成 吸湿土墨、孽骨篡掣塑仓! 萼覆兰材料等竺。丝胶皇鲫；盏戮望釜! ：2 。蔷：! ：。；：釜? 二篙5 3 i 嚣。+ P v A 还可通过化学交联制成的高分子水凝胶，具有 h 0 1 ) js e m 。B l e n dH y d 。一i 。女。：J 矧c u l 【；。J 印：，1 9 9 8 强度高、持水量大、耐水耐用等优点，町望在功能性 ( 4 】：2 9 5 3 啦 生物膜材料方面得到进一步开发与利用”，。 3 1 ：鬈蓑意，喜：二孟质古有”。”。r ”组成物公开特 参考文献 1 刚英幸等抗鲮化剂公开特许公报。一1 4 0 1 5 4 ，1 9 9 8 3 2 中村一犬等七I J 7 含有高分于含水，b 及矿干制造方 法公开特许公报0 0 1 1 0 6 7 9 4 2 0 0 l 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark