首頁 奇妙的材料:改變世界的12種化學物質和它們背後的科學傳奇

膠原蛋白的秘密

皮革堅韌、輕便,兼具優良的柔軟性與保溫性。到了今天,雖然出現了眾多可以取代皮革的新材料,但是皮製品依舊深受眾人追捧,關鍵原因在於皮革的主要成分膠原蛋白所具有的特殊性質。

提到膠原蛋白,大家腦海裏往往想到的是和美容、護膚相關的產品。事實上,膠原蛋白也是人體的重要蛋白質之一,主要作用是填補細胞之間的空隙,形成牢固的黏合結構。

其實,膠原蛋白也是骨骼不可或缺的成分。膠原蛋白搭建出骨骼的主體框架,磷酸鈣結晶填滿中間的空隙,形成類似鋼筋混凝土的牢固結構。因此可以說,支撐我們的身體、維持我們體形的就是膠原蛋白。因此,膠原蛋白約占我們身體蛋白質總量的三分之一。

但是,人體中所含的絕大部分膠原蛋白都是蛋白質大家庭裏的“異類”。一般來說,氨基酸分子依照一定的規律互相組合,形成長長的分子鏈就是蛋白質。當然,這個分子鏈並非隻是像意大利通心粉似的條狀物,而是按照一定的規律折疊成球形。唯有折疊成球形的蛋白質才具有轉化人體所需的化學物質、傳遞各種信息的功能。

膠原蛋白是三條分子鏈互相纏繞形成細長的三重螺旋結構的纖維組織。其他蛋白質主要活躍於體細胞內部,唯獨膠原蛋白獨立存在於細胞外部。

膠原蛋白的三重螺旋結構

更奇妙的是,膠原蛋白擁有其他蛋白質中罕見的、具有特殊性質的氨基酸成分。例如,組成膠原蛋白的羥基脯氨酸和羥基賴氨酸比脯氨酸和賴氨酸分別多了一個羥基(由氫氧結合而成的原子團)。20種氨基酸按不同的排列組合方式構成了數萬種令人驚異的多姿多彩、性能相異的蛋白質,而以羥基脯氨酸和羥基賴氨酸為原料的膠原蛋白是唯一一類打破常規的蛋白質。