RU2288729C2 - Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals - Google Patents

Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals Download PDF

Info

Publication number
RU2288729C2
RU2288729C2 RU2003134131/15A RU2003134131A RU2288729C2 RU 2288729 C2 RU2288729 C2 RU 2288729C2 RU 2003134131/15 A RU2003134131/15 A RU 2003134131/15A RU 2003134131 A RU2003134131 A RU 2003134131A RU 2288729 C2 RU2288729 C2 RU 2288729C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bone tissue
hcl
collagen
farm animals
centrifuged
Prior art date
Application number
RU2003134131/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003134131A (en
Inventor
Светлана Николаевна Лунева (RU)
Светлана Николаевна Лунева
Михаил Александрович Ковинька (RU)
Михаил Александрович Ковинька
Елена Леонидовна Матвеева (RU)
Елена Леонидовна Матвеева
Ирина Александровна Талашова (RU)
Ирина Александровна Талашова
Александр Николаевич Накоскин (RU)
Александр Николаевич Накоскин
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение науки "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ФГУН "РНЦ "ВТО" имени академика Г.А. Илизарова Росздрава")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение науки "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ФГУН "РНЦ "ВТО" имени академика Г.А. Илизарова Росздрава") filed Critical Федеральное государственное учреждение науки "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ФГУН "РНЦ "ВТО" имени академика Г.А. Илизарова Росздрава")
Priority to RU2003134131/15A priority Critical patent/RU2288729C2/en
Publication of RU2003134131A publication Critical patent/RU2003134131A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288729C2 publication Critical patent/RU2288729C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemical engineering.
SUBSTANCE: method involves pretreating bone tissue of stock-farm animals, comminuting it, precipitating the end product and drying it by lyophilizing. The bone tissue is degreased with alcohol-ether mixture. Demineralization 0.5 and HCl is carried out after grinding during 20 h. Non-resolvable matrix is subjected to proteolysis in HCl of pH=2.0 in pepsin presence at 37°C during 18 h. Then it is centrifuged at 40000g. The end product is precipitated from supernatant with ammonium sulfate to 25% saturation and centrifuged at 6000g. The precipitate is lyophilized against distilled water and chromatographically purified using CM-Sephadex at pH=4.8 and dried with lyophilization.
EFFECT: low cost collagen production; high purity cosmetic preparation production.
2 dwg

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к фармацевтическому производству, а именно к производству препаратов, действке которых направлено на улучшение состояния соединительной ткани и ее регенерацию, и предназначено для использования в косметологии, кроме того, возможно его использование в области медицины.The invention relates to chemical technology, in particular to pharmaceutical production, namely the production of drugs, the action of which is aimed at improving the condition of connective tissue and its regeneration, and is intended for use in cosmetology, in addition, it can be used in the field of medicine.

В настоящее время известно, что коллагеновые волокна матрикса соединительной ткани выполняют структурную, опорную и стабилизирующую роль в отношении протеогликанов и воды. Кроме того, коллагеновый каркас обладает большой упругостью при действии сил растяжения и сжатия, играя основную роль в ограничении степени гидратации матрикса соединительной ткани (Miller E.J. Biochemical characteristics and biological significance of the genetically distinct collagens // Molec. Cell. Biochem. - 1976. - Vol.13. - N.2. - P.165-192).It is now known that the collagen fibers of the connective tissue matrix play a structural, supporting and stabilizing role with respect to proteoglycans and water. In addition, the collagen frame has great elasticity under the action of tensile and compressive forces, playing a major role in limiting the degree of hydration of the connective tissue matrix (Miller EJ Biochemical characteristics and biological significance of the genetically distinct collagens // Molec. Cell. Biochem. - 1976. - Vol.13. - N.2. - P.165-192).

Известен способ получения коллагена из - неминерализованной соединительной ткани - дермы, которую подвергают щелочно-солевой обработке, нейтрализации уксусной кислотой, с последующим замораживанием, лиофильной сушкой и измельчением, без последующей стерилизации (Патент РФ №2076718, опубл. 10.04.1997).A known method of producing collagen from - non-mineralized connective tissue - dermis, which is subjected to alkaline-salt treatment, neutralization with acetic acid, followed by freezing, freeze drying and grinding, without subsequent sterilization (RF Patent No. 2076718, publ. 10.04.1997).

Однако известный способ подразумевает выделение коллагена из неминерализованной соединительной ткани, в случае использования минерализованного сырья выделение коллагена и по данной схеме затруднительно. However, the known method involves the release of collagen from non-mineralized connective tissue, in the case of using mineralized raw materials, the isolation of collagen according to this scheme is difficult.

Задачей настоящего изобретения является разработка экономичного по расходу времени и реактивов способа получения коллагена из костной ткани сельскохозяйственных животных.The present invention is to develop a cost-effective time and reagents method for producing collagen from bone tissue of farm animals.

Поставленная задача решается тем, что в способе выделения коллагена из костной ткани сельскохозяйственных животных, включающем предварительную обработку ткани, измельчение, осаждение целевого продукта и его лиофильную сушку, костную ткань обезжиривают спирто-эфирной смесью, после измельчения проводят деминерализацию 0,5 н. HCl в течение 20 часов, нерастворившийся матрикс подвергают протеолизу в присутствии пепсина в HCl с рН 2,0 в течение 18 часов при 37°С, затем центрифугируют при 40000g, из супернатанта осаждают целевой продукт сульфатом аммония до 25% насыщения, центрифугируют при 6000g, осадок диализуют против дистиллированной воды и очищают хроматографиен на СМ-сефадексе при рН 4,8, лиофильно высушивают.The problem is solved in that in the method for isolating collagen from the bone tissue of farm animals, including tissue pretreatment, grinding, deposition of the target product and freeze drying, the bone tissue is degreased with an alcohol-ether mixture, after grinding 0.5 n is demineralized. HCl for 20 hours, the insoluble matrix is subjected to proteolysis in the presence of pepsin in HCl with a pH of 2.0 for 18 hours at 37 ° C, then centrifuged at 40000g, the target product is precipitated from the supernatant with ammonium sulfate to 25% saturation, centrifuged at 6000g, the pellet is dialyzed against distilled water and purified chromatography on CM-sephadex at pH 4.8, freeze-dried.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, примером лабораторного выполнения и иллюстрациями, на которых:The present invention is illustrated by a detailed description, an example of laboratory performance and illustrations, in which:

Фиг.1 - иллюстрирует схему выделения коллагена из минерализованной соединительной ткани;Figure 1 - illustrates a scheme for the allocation of collagen from mineralized connective tissue;

Фиг.2 - иллюстрирует хроматографический профиль коллагена костной ткани на катионообменнике.Figure 2 - illustrates the chromatographic profile of collagen bone tissue on a cation exchanger.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

После предварительной обработки, заключающейся в удалении мягких тканей, минерализованную соединительную ткань измельчали до кусочков размерами около 5×5 мм. Затем ткань подвергали деминерализации 0,5 н. HCl в течение 20 ч, после этой процедуры деминерализованную ткань освобождали от раствора костного минерала, неколлагеновых белков и проводили пепсиновый протеолиз в присутствии фермента в 0.1 М HCl с рН 2. Пепсин брался из расчета 1 мг на 100 мг ткани. За 18 ч инкубации при температуре 37°С на магнитной мешалке ткань разрушалась полностью с образованием коллоидного раствора, из которого осаждали коллаген добавлением сульфата аммония до 25%-го насыщения. Осадок формировался в течение 1 ч, после чего его отделяли центрифугированием (10 мин, 40.000 gx). Для получения высокоочищенного коллагена используют хроматографическое разделение на СМ-сефадексе. После этого коллаген лиофильно высушивают.After pretreatment consisting in the removal of soft tissues, the mineralized connective tissue was crushed to pieces about 5 × 5 mm in size. Then the tissue was subjected to demineralization of 0.5 N. HCl for 20 h, after this procedure, demineralized tissue was freed from a bone mineral solution, non-collagen proteins and pepsin proteolysis was performed in the presence of an enzyme in 0.1 M HCl with pH 2. Pepsin was taken at the rate of 1 mg per 100 mg of tissue. After 18 hours of incubation at a temperature of 37 ° С on a magnetic stirrer, the tissue was completely destroyed with the formation of a colloidal solution, from which collagen was precipitated by the addition of ammonium sulfate to 25% saturation. A precipitate formed for 1 h, after which it was separated by centrifugation (10 min, 40,000 gx). To obtain highly purified collagen, chromatographic separation on CM-Sephadex is used. After that, collagen is freeze-dried.

Примеры лабораторного выполнения.Examples of laboratory performance.

Кости крупного рогатого скота очищают от мягких тканей, обезжиривают спирт-эфирной смесью 1:1, измельчают до кусочков размерами 5×5 мм.The bones of cattle are cleaned of soft tissues, degreased with an alcohol-ether mixture of 1: 1, crushed to pieces 5 × 5 mm in size.

100 г измельченной обезжиренной костной ткани помещают в круглодонную колбу, в которую заливают 200 мл 0,5 н. HCl и оставляют на 20 ч при комнатной температуре. Полученный после удаления надосадка нерастворившийся костный матрикс заливают 0,1 М HCl и вносят 1 мг пепсина. Реакционную массу помещают на магнитную мешалку и проводят ферментативный гидролиз костной ткани в течение 18 ч до полного растворения костей и образования коллоидного раствора. Образовавшийся осадок отделяли центрифугированием (40.000 g × 30 минут)100 g of crushed fat-free bone tissue is placed in a round bottom flask, into which 200 ml of 0.5 N are poured. HCl and left for 20 hours at room temperature. The insoluble bone matrix obtained after removal of the supernatant was poured with 0.1 M HCl and 1 mg of pepsin was added. The reaction mass is placed on a magnetic stirrer and enzymatic hydrolysis of the bone tissue is carried out for 18 hours until the bones are completely dissolved and a colloidal solution is formed. The resulting precipitate was separated by centrifugation (40,000 g × 30 minutes)

После этого к раствору протеолизата приливали насыщенный раствор сульфата аммония до концентрации 25%. Осадок коллагена, образовавшийся за 24 часа, отделяли центрифугированием (6.000 g × 60 минут), суспендировали и диализовали против дистилированной воды в течении 2-х суток, затем лиофильно высушивали. Полученный коллаген растворяли в 0,02 М растворе CH3COONa (pH 4,8) в 1,0 М мочевине, центрифугировали и наносили на колонку размерами 2,5×20 см с СМ-сефадексом (ионообменная емкость 4,5+0,5 meg/g, размер гранул 40-120 мкм). Для элюирования использовали линейный градиент NaCl (0,00-1,5 М) в ацетатном буфере (pH 4.8). Хроматографию проводили в денатурирующих условиях. Фракции денситометрировали при длине волны 226 нм, фракцию коллагена в пределах одного хроматографического пика собирали, диализовали против воды и лиофильно высушивали.After that, a saturated solution of ammonium sulfate was poured into a solution of proteolysate to a concentration of 25%. The collagen precipitate formed in 24 hours was separated by centrifugation (6.000 g × 60 minutes), suspended and dialyzed against distilled water for 2 days, then freeze-dried. The resulting collagen was dissolved in a 0.02 M solution of CH 3 COONa (pH 4.8) in 1.0 M urea, centrifuged, and applied to a 2.5 × 20 cm column with CM-Sephadex (ion exchange capacity 4.5 + 0, 5 meg / g, granule size 40-120 microns). A linear NaCl gradient (0.00-1.5 M) in acetate buffer (pH 4.8) was used for elution. Chromatography was performed under denaturing conditions. The fractions were densitometric at a wavelength of 226 nm, the collagen fraction within one chromatographic peak was collected, dialyzed against water and freeze-dried.

Предлагаемый способ прост в использовании, позволяет воспроизводить его в условиях лаборатории лечебного учреждения, для его осуществления не требуется применения дорогостоящих реактивов и он позволяет получать высокоочищенный продукт из дешевого доступного сырья.The proposed method is easy to use, allows you to play it in a laboratory of a medical institution, for its implementation does not require the use of expensive reagents and it allows you to get a highly purified product from cheap available raw materials.

Кроме этого, получение высокоочищеного коллагена может проводиться в комплексе с выделением других биологически-активных веществ (ГАГ - гликозаминогликаны, НКБ - не коллагеновые белки) костной ткани, снижая тем самым себестоимость целевого продукта.In addition, the preparation of highly purified collagen can be carried out in combination with the release of other biologically active substances (GAG - glycosaminoglycans, NKB - not collagen proteins) of bone tissue, thereby reducing the cost of the target product.

Claims (1)

Способ выделения коллагена из костной ткани сельскохозяйственных животных, включающий предварительную обработку ткани, измельчение, осаждение целевого продукта и его лиофильную сушку, отличающийся тем, что костную ткань обезжиривают спирто-эфирной смесью, после измельчения проводят деминерализацию 0,5 н HCl в течение 20 ч, нерастворивщийся матрикс подвергают протеолизу в присутствии пепсина в HCl с рН 2,0 в течение 18 ч при 37°С, затем центрифугируют при 40000g, из супернатанта осаждают целевой продукт сульфатом аммония до 25% насыщения, центрифугируют при 6,000g, осадок диализируют против дистиллированной воды и очищают хроматографией на СМ-сефадексе при рН 4,8, лиофильно высушивают.A method of isolating collagen from the bone tissue of farm animals, including pre-treatment of the tissue, grinding, sedimentation of the target product and freeze drying, characterized in that the bone tissue is degreased with an alcohol-ether mixture, after grinding, demineralization of 0.5 n HCl for 20 hours, the insoluble matrix is subjected to proteolysis in the presence of pepsin in HCl with a pH of 2.0 for 18 h at 37 ° C, then centrifuged at 40,000 g, the target product is precipitated from the supernatant with ammonium sulfate to 25% saturation, centrifuges comfort at 6,000g, the precipitate is dialyzed against distilled water and purified by chromatography on CM-Sephadex at pH 4.8 and freeze-dried.
RU2003134131/15A 2003-11-24 2003-11-24 Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals RU2288729C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134131/15A RU2288729C2 (en) 2003-11-24 2003-11-24 Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003134131/15A RU2288729C2 (en) 2003-11-24 2003-11-24 Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003134131A RU2003134131A (en) 2005-05-20
RU2288729C2 true RU2288729C2 (en) 2006-12-10

Family

ID=35820081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003134131/15A RU2288729C2 (en) 2003-11-24 2003-11-24 Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288729C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783233C1 (en) * 2021-06-16 2022-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Method for biocatalytic processing of raw bone materials

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2076718 C1, 10.04.1997. *
GALLOP P.M. et al. Preparation and properties of soluble collagen, Method in Enzy-mology, A.P., N.Y., 1963, v.6, p.635-641.. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783233C1 (en) * 2021-06-16 2022-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Method for biocatalytic processing of raw bone materials
RU2816712C1 (en) * 2023-09-12 2024-04-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" Method of producing gelatine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003134131A (en) 2005-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109349419B (en) Compound yak bone collagen peptide powder for repairing human body cells
US20210198713A1 (en) Method for preparing protein peptide based on connective tissue and prepared protein peptide and use thereof
CN114106139A (en) Peptides for inducing tissue regeneration and uses thereof
CN101182495B (en) Joint production process for producing alkaline phosphatase and heparin sodium with pig small intestine as raw material
JP4063877B2 (en) Production of active substances from nacre, especially products for pharmaceutical applications
KR910009342B1 (en) Process for preparing biologically active extract
CN102188692A (en) Bone peptide composition, preparation thereof, preparation method thereof and application
CN1875988A (en) Method for preparing low molecular weighted glucidamin collagen composition, its product and use
US4882421A (en) Pharmaceutical for treating tumors and method for making it
RU2288729C2 (en) Method for isolating collagen from bone tissue of stock-farm animals
Auriault et al. Enhancement of eosinophil effector function by soluble factors released by S. mansoni: role of proteases.
Shulman et al. Protein–polysaccharide of chicken cartilage and chondrocyte cell cultures
RU2049472C1 (en) Method of preparing brain tissue hydrolyzate "cerebrolyzate"
RU2304441C1 (en) Method for obtaining sulfated glycosaminoglycans out of biological tissues
RU2325902C2 (en) Method of glycosaminoglycan release from mineralised connective tissue
Smith et al. Proteolytic activity during the metamorphosis of the blowfly Lucilia
RU2250047C1 (en) Food restorative prophylactic product out of cartilaginous tissue of hydrobionts and method for its obtaining
EP2511288B1 (en) Method of obtaining inhibitors of cysteine peptidases with an electrophoretic purity from biological materials
US20220204922A1 (en) Purified fish proteases with high specific activities and its process of production
CN111393522B (en) Collagen and application thereof
US20220281956A1 (en) Method for producing a material using collagen from cultured animal cells
RU2049471C1 (en) Method of preparing brain tissue hydrolyzate "cerebrolyzate"
CA2442915A1 (en) Compositions and method for enhancing proteoglycan production
RU2273486C1 (en) Method for separating sulfated glycosoamineglycanes from biological tissue
US20220112267A1 (en) Produce and isolate and/or extract collagen and/or gelatin from animal cell lines and/or tissue explants

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061125