貽貝粘蛋白功能及應(yīng)用場景

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2024-05-14 14:17:00【大中小】

貽貝粘蛋白（Mussel Adhesive Protein，MAP）是一種由海洋貽貝足絲腺分泌的足絲蛋白，分子量約為100kDa，其結(jié)構(gòu)中含有賴氨酸和多巴基團。賴氨酸的等電點較高，在人體生理pH值下帶有正電荷，能夠通過靜電相互作用吸引帶負(fù)電荷的細胞，如表皮細胞和成纖維細胞，從而促進傷口愈合。多巴基團則易于與空氣中的氧結(jié)合，經(jīng)過氧化交聯(lián)形成高分子網(wǎng)狀聚合物，這種結(jié)構(gòu)使得貽貝粘蛋白能夠在各種表面上牢固地附著。該蛋白質(zhì)在醫(yī)學(xué)和化妝品行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，特別是在皮膚護理和傷口愈合方面。

產(chǎn)品優(yōu)勢

·多巴含量高

·蛋白含量高于95%

·純度高達90%以上

·無病毒污染風(fēng)險

質(zhì)量指標(biāo)

外觀性狀
性狀	液體/凍干粉末及海綿狀固體
色澤	白色或淡黃色
氣味	無味或有微酸特征性物質(zhì)
雜質(zhì)	無明顯異物
理化指標(biāo)
純度	≥90%
蛋白含量	見下表
多巴含量	≥2%
PH值	3-8.5
水分	≤15%
外源DNA殘留量	部分產(chǎn)品測試
宿主蛋白殘留	部分產(chǎn)品測試
細菌內(nèi)毒素	≤10EU/mg
重金屬限量
重金屬總量(以Pb計)	10μg/g
鉛（Pb）	10μg/g
砷（As）	2μg/g
汞（Hg）	1μg/g
微生物限度
需氧菌總數(shù)	≤100Cfu/g
霉菌和酵母菌總數(shù)	≤20Cfu/g
大腸埃希菌	不得檢出
金黃色葡萄球菌	不得檢出
銅綠假單胞菌	不得檢出

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	級別	蛋白含量	多巴含量/固含量	參考添加建議
ECL0714E	重組貽貝粘蛋白	器械級	95%	≥3%	貼敷料、凝膠敷料等\|類器械建議添加1%-2%; 功效性妝品建議添加0.2%-1%;
ECL0714A	重組貽貝粘蛋白（無菌）	化妝品	≥10%	——	精華液、化妝水、面霜等，建議添加量 0.01%-1%；
ECL0714I	重組貽貝粘蛋白	化妝品	≥10%	≥0.1%	精華液、化妝水、面霜等，建議添加量0.01%-1%；

功能

修復(fù)皮膚

貽貝粘蛋白因其出色的修復(fù)能力和溫和性而受到青睞，形成微觀納米級保護膜，物理性阻隔外界因素對皮膚的影響。

促進傷口愈合

貽貝粘蛋白的正電荷特性使其能夠有效地吸引細胞，促進它們的貼壁、爬行替代和生長，從而加速傷口愈合過程。此外，貽貝粘蛋白形成的微觀非連續(xù)網(wǎng)狀生物支架能夠加固隔水黏附，有助于傷口愈合。

抗氧化和抗炎

貽貝粘蛋白含有大量的多巴基團，這些基團具有明顯的抗氧化和抗炎活性。它們可以在皮膚表面形成保護層，起到物理屏障作用，從而改善敏感性皮膚的各種主觀癥狀和客觀體征。

水凝膠支架

貽貝粘附蛋白在水凝膠支架中的應(yīng)用顯著增強了細胞的粘附、鋪展和定植。

生物醫(yī)學(xué)與臨床應(yīng)用

受自然愈合啟發(fā)的針對膠原蛋白的手術(shù)蛋白膠

膠原蛋白靶向膠由膠原蛋白結(jié)合貽貝粘蛋白和特定的糖胺聚糖組成，可加速無疤痕皮膚再生。膠原蛋白靶向膠特異性地與 I型膠原蛋白結(jié)合，調(diào)節(jié)纖維形成的速率和程度。在大鼠皮膚切除模型中，該膠成功加速了傷口再生，改善了真皮膠原結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為膠原纖維大小均勻、排列整齊。

貽貝粘附蛋白在水凝膠支架中的應(yīng)用

聚合物水凝膠由于與細胞外基質(zhì)（ECM）相似，被廣泛認(rèn)為是組織工程的支架材料。為了促進細胞粘附，水凝膠支架通常被功能化或負(fù)載有生物活性分子。貽貝蛋白Pvfp5β增強水凝膠支架的細胞粘附,小鼠胚胎成纖維細胞NIH-3T3在水凝膠上培養(yǎng)，證明了Pvfp5β在促進細胞粘附、鋪展和定植中的作用。

基于生物功能化貽貝蛋白的雙層粘性微針繃帶

選擇了4種具有血管生成潛力的生物功能肽，并將其基因融合到生物工程貽貝粘附蛋白（MAP）中。與VEGF衍生肽和纖連蛋白衍生RGD肽融合的MAP在體外顯著促進了內(nèi)皮細胞的增殖和遷移。制造了雙層粘性微針繃帶（DL-AMNB），由基于生物功能的MAP根部和基于再生絲素蛋白（SF）的尖端組成，允許通過可膨脹微針均勻分布再生因子。DL-AMNB系統(tǒng)在大鼠心肌梗死（MI）模型中證明了心肌的更好保存和對心臟重塑的再生作用，這可能歸因于治療肽的長期保留以及通過MAP貼片和宿主心肌之間的牢固粘附。

在大鼠乳房切除術(shù)模型中使用貽貝蛋白預(yù)防血清腫

研究了由海洋貽貝分泌蛋白質(zhì)配制而成組織粘合劑（Cell-Tak）是否能夠預(yù)防大鼠乳房切除術(shù)后的血清腫形成。實驗組大鼠在傷口縫合前接受外用粘合劑，對照組未接受任何治療。使用Cell-Tak處理的大鼠血清腫體積顯著減少，組織學(xué)分析顯示粘合劑未引起異物反應(yīng)。研究結(jié)果表明，Cell-Tak組織粘合劑可能對接受乳房切除術(shù)的患者有益，能顯著減少血清腫形成。

基于粘附蛋白的血管生成模擬血管生成因子的時空順序釋放

開發(fā)了一種基于生物工程貽貝粘附蛋白 (MAP) 的治療性血管生成平臺，該平臺能在含粘液環(huán)境中時空釋放血管生成生長因子。使用聚陽離子 MAP 和聚陰離子透明質(zhì)酸形成復(fù)合凝聚液微滴，隨后凝膠化成微粒，有效封裝了血小板衍生的生長因子 (PDGF)。該平臺與血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）混合，形成水凝膠，表現(xiàn)出良好的粘附性和水下耐久性，其彈性接近目標(biāo)組織。在全層切除傷口和心肌梗死模型中，該平臺作為血管生成誘導(dǎo)平臺顯示出有效的血管生成以及功能性再生功效。

新型傷口密封劑

傷口密封劑作為封閉手術(shù)和非手術(shù)傷口以及止住院前創(chuàng)傷外部出血的替代品，已有許多生物材料被研究用于此目的。新型密封劑材料包括貽貝粘附蛋白、角蛋白、樹枝狀聚合物和原位形成水凝膠。纖維蛋白密封劑是臨床研究最多的材料，而骨科手術(shù)用密封劑的臨床經(jīng)驗有限。

載干細胞黏附不溶解液體用于心肌梗死再生

提出了使用基于粘附蛋白的不混溶濃縮液體系統(tǒng)（APICLS）的間充質(zhì)干細胞（MSC）治療平臺，用于心肌梗死再生。APICLS具有高包封效率和MSCs的高存活率，促進了與受損組織的整合，實現(xiàn)了高細胞持久性和最大化的旁分泌效應(yīng)。APICLS與MSC一起釋放的生物活性分子可誘導(dǎo)血管生成和心臟保護，恢復(fù)心臟組織的收縮力。

受貽貝啟發(fā)的聚合物和材料的生物醫(yī)學(xué)和臨床重要性

貽貝粘合蛋白 (MAP) 含有 3,4-二羥基苯丙氨酸 (DOPA)和鄰苯二甲酸，是一種迅速硬化成固體防水粘合材料的液體蛋白質(zhì)。MAP的粘附過程啟發(fā)了多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用合成材料的開發(fā)，包括抗增殖、抗炎、抗菌活性和粘合行為。討論了提供多巴胺/金屬離子螯合的策略，以彌補 DOPA 易氧化帶來的限制，并考慮了貽貝啟發(fā)材料 (MIM) 在合成適應(yīng)方面的吸引力。

生物材料與仿生應(yīng)用

利用重組貽貝粘附蛋白進行生物材料的仿生表面工程

表面工程是定制生物材料新功能以提高臨床性能的關(guān)鍵方法。基因工程和分子生物技術(shù)的發(fā)展使得設(shè)計源自海洋貽貝的人工粘性蛋白成為可能。重組貽貝粘附蛋白(MAP)涂層因其簡單性、多功能性、在生理條件下的高穩(wěn)定性以及與細胞的良好相互作用而受到關(guān)注。MAP可以通過與功能肽的基因融合或固定生物分子來設(shè)計，以在目標(biāo)表面上提供所需的特定功能。

基于重組貽貝粘附蛋白的復(fù)合凝聚層

復(fù)合凝聚層由聚離子混合物形成，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如制藥、化妝品和食品工業(yè)。基于MAP的復(fù)合凝聚層因其不溶于水和粘性特性，被嘗試開發(fā)為有效的水下粘合劑。這些凝聚層有助于了解其物理性質(zhì)，并為傳統(tǒng)侵入性外科修復(fù)提供了一種替代方案。

基于與功能肽融合的貽貝粘附蛋白的新型細胞外基質(zhì)模擬物

設(shè)計和構(gòu)建的貽貝粘附蛋白（MAP）fp-151在生物相容性方面具有作為細胞或組織生物粘附劑的潛力。為了提高fp151的細胞粘附和增殖特性，設(shè)計了一種基于貽貝粘附蛋白的細胞外基質(zhì)（ECM）模擬物，并與生物功能肽融合。在多種細胞系中測試了粘附能力和增殖特性，與商業(yè)化生產(chǎn)的細胞粘附材料相比，ECM模擬物在MC3T3-E1、ATDC5和3T3-L1細胞中表現(xiàn)出更好或相似的特性。這些模擬物可以成功地用于細胞培養(yǎng)和組織工程，并可擴展到其他組織特異性細胞識別基序，以允許靶細胞附著到人造ECM表面。

將貽貝粘合蛋白與明膠混合裝入納米管鈦牙種植體中可增強骨整合

研究了貽貝粘附蛋白 (MAP) 與明膠混合后加載到納米管鈦 (Ti) 牙種植體中是否能增強骨整合并支持骨形成。使用了多種細胞和分子生物學(xué)技術(shù)，來測試MAP與明膠混合 (MAP/Gel) 的生物相容性。MAP/Gel 能夠激活FAK-PI3K-MAPKs-Wnt/β-catenin信號通路并增強成骨分化。在大鼠下頜骨模型中，MAP/Gel通過上調(diào)Runx-2、BMP-2/7、Osterix和OPG來促進骨再生。MAP/Gel支持牙種植體植入后的骨整合，可能適用于骨形成及牙種植體與牙槽骨整合的潛在治療方法。

貽貝粘附蛋白和二氧化鈰納米顆粒的納米結(jié)構(gòu)復(fù)合層

貽貝黏附蛋白因其對不同表面的高親和力被認(rèn)為是生產(chǎn)高堅固性薄無機-有機復(fù)合膜的理想材料。通過逐層沉積帶正電的貽貝黏附蛋白 Mefp-1 和帶負(fù)電的二氧化鈰納米粒子來制造黏性膜。使用石英晶體微天平 (QCM-D) 監(jiān)測二氧化硅表面的成膜過程，發(fā)現(xiàn)沉積層數(shù)接近線性增長。Mefp-1 濃度影響膜的性質(zhì)，蛋白質(zhì)濃度越高，膜越硬。使用定量納米力學(xué)映射 (QNM) 研究了多層膜的表面納米力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)涂層外部區(qū)域的楊氏模量隨Mefp-1濃度增加而增加。

材料工程與防護應(yīng)用

含貽貝粘附蛋白的納米復(fù)合膜在碳鋼腐蝕防護中的應(yīng)用

研究了高達200攝氏度的熱處理對沉積在碳鋼上的由貽貝粘附蛋白(MAP)、CeO2納米粒子和Na2HPO4組成的納米復(fù)合薄膜的防腐性能的影響。通過多種表征技術(shù)，如掃描電子顯微鏡/能量色散光譜、原子力顯微鏡(AFM)和紅外反射吸收光譜，研究了納米復(fù)合薄膜的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。電化學(xué)阻抗譜評估了未加熱和加熱納米復(fù)合薄膜的防腐性能，結(jié)果表明，隨著時間的推移，納米復(fù)合薄膜對碳鋼的防腐性能提高。熱處理導(dǎo)致納米復(fù)合膜中的水分子減少，膜的交聯(lián)和內(nèi)聚力增強，使得膜變得更致密，從而提高了對碳鋼的防腐性能。

含貽貝粘附蛋白的納米復(fù)合膜增強碳鋼的腐蝕防護

研究了高達200攝氏度的熱處理對含MAP、CeO2納米粒子和Na2HPO4的納米復(fù)合薄膜在碳鋼上的防腐性能的影響。使用掃描電子顯微鏡/能量色散光譜、原子力顯微鏡(AFM)和紅外反射吸收光譜等技術(shù)對納米復(fù)合薄膜進行了表征。電化學(xué)阻抗譜評估了薄膜的防腐性能，原位AFM測量闡明了腐蝕過程的細節(jié)。結(jié)果顯示，熱處理后納米復(fù)合薄膜的防腐性能提高，分析表明熱處理減少了膜中的水分子，增強了膜的交聯(lián)和內(nèi)聚力，使膜更致密。

貽貝粘附蛋白和CeO2納米粒子納米復(fù)合膜對碳鋼的腐蝕防護和自修復(fù)

探索了由MAP和CeO2納米粒子組成的納米復(fù)合膜作為碳鋼防腐的“綠色”替代品。通過一步浸漬法在碳鋼表面沉積了亞微米厚度的納米復(fù)合膜，并使用多種技術(shù)進行了表征。納米復(fù)合膜顯示出一定的自修復(fù)能力，在中性0.1 M NaCl溶液中對碳鋼具有出色的防腐性能。自修復(fù)能力歸因于MAP的功能基團（兒茶酚），F(xiàn)e離子促進了Fe-兒茶酚復(fù)合物的形成，延緩了局部腐蝕。

貽貝粘附蛋白作為閃銹抑制劑的研究

研究了普通藍貽貝（Mytilus edulis）的粘合劑系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)具有抑制鋼材閃銹的化學(xué)特性。分離了貽貝足蛋白 (MAP) 1、3 和 5，并將其應(yīng)用于多種緩沖系統(tǒng)中的高強度低合金鋼。在40攝氏度和100%相對濕度的條件下對鋼樣品進行了為期7天的監(jiān)測，并使用電化學(xué)阻抗譜(EIS)評估MAP處理。研究了使用蘑菇酪氨酸酶對所應(yīng)用的蛋白質(zhì)進行酶交聯(lián)的效果，發(fā)現(xiàn)MAP-5與商業(yè)閃銹抑制劑性能類似，表明MAP-5可能能夠抑制腐蝕。

貽貝足蛋白1在二氧化硅上的粘附

原子力顯微鏡（AFM）被用來測量貽貝足蛋白1 (Mefp-1) 在不同離子條件下與二氧化硅基質(zhì)之間的粘附力。一價離子（NaCl、KCl）的鹽對粘附力的增加作用較小，而二價離子（MgCl2、CaCl2、Na2SO4）的鹽會導(dǎo)致粘附力的多次跳躍，這可能是由于Mefp-1上的3,4-二羥基苯基-L-丙氨酸和鄰醌兒茶酚基團與金屬離子形成的絡(luò)合物。添加含有三價離子 (FeCl3) 的鹽可以獲得最高的粘附力，表明離子類型和濃度對粘附力有顯著影響。

貽貝粘附蛋白涂層對堿處理納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鈦的影響

研究了貽貝黏附蛋白（MAP）包覆處理的堿處理鈦（TNS）表面，命名為TNS-MAP，以優(yōu)化其生物學(xué)性能。TNS-MAP表現(xiàn)出良好的親水性和表面粗糙度，顯著促進了細胞的初始黏附，并且在細胞黏附、增殖、成骨相關(guān)基因表達方面優(yōu)于對照組。體內(nèi)實驗顯示TNS-MAP促進了新骨生長，表明TNS-MAP作為一種有效的復(fù)合種植體，具有良好的生物相容性。

貽貝膠粘蛋白作為木質(zhì)家具膠粘劑

目前粘合劑技術(shù)正向開發(fā)高質(zhì)量和環(huán)保的粘合劑轉(zhuǎn)變，化學(xué)粘合劑逐漸被無害粘合劑取代。評估了細菌產(chǎn)生的重組貽貝粘合蛋白（MAP）作為木質(zhì)家具粘合劑的潛在用途。MAP木材粘合劑以包涵體類型配制，經(jīng)濟且無害，未檢測到揮發(fā)性有機化合物和重金屬。MAP木材粘合劑在干燥條件下對木材顯示出足夠的粘合強度，并在各種環(huán)境條件下表現(xiàn)出強大的粘合力。

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