【独家】脯氨酸羟化修饰——全力守护重组胶原蛋白结构与性能稳定
因智拓生物推出的独家 rHydCol TM 羟化重组Ⅲ型人源化胶原蛋白，具备更稳固的三螺旋结构、更高的外界环境耐受度以及更稳定的重组胶原蛋白结构和性能，同时采用了创新的重组羟化技术。
因智拓生物 rHydCol TM
羟化重组Ⅲ型人源化胶原蛋白研究
现阶段，利用合成生物学技术研究与应用重组胶原蛋白虽然取得了重大成就，但依然存在以下问题：
（1）与天然胶原蛋白相比，重组胶原蛋白的分子量较小，结构片段化，存在结构不稳定的问题，如何保证重组胶原蛋白三螺旋结构稳定，需要科研人员从专业技术层面解决。
（2）胶原蛋白作为一种蛋白质，受外界环境影响，容易高温变性，如何解决耐热稳定问题，成为另一个亟需解决的课题。
图 1 胶原蛋白的三螺旋结构（Gly：甘氨酸、Pro：脯氨酸、Hyp：羟脯氨酸）
因智拓生物重组胶原蛋白研究团队由天津大学生命科学院院长叶升教授领衔，众多专家、教授、博士共同组成。叶升教授从事合成生物学研究近 30 年，对蛋白质结构、蛋白质构效等有着丰富的经验和独特的见解。
为了解决重组胶原蛋白的三螺旋结构不稳定、耐热性能差等问题，因智拓生物重组胶原蛋白研究团队结合天然胶原蛋白的三螺旋结构特点，从脯氨酸羟化修饰着手，经过大量实验摸索，反复测试，成功研发出脯氨酸羟化修饰的重组胶原蛋白，解决了前述问题。
该项独创技术已于 2023 年 6 月获得国家发明专利授权保护，专利名称“羟脯氨酸修饰的重组 III 型人源化胶原蛋白及其制备方法和应用”，专利号 ZL202310276337.4。
图 2 “羟脯氨酸修饰的重组 III 型人源化胶原蛋白及其制备方法和应用”发明专利证书
脯氨酸羟化修饰对重组胶原蛋白的重要性
稳定的重组胶原蛋白结构和性能
天然胶原蛋白中羟脯氨酸约占其重量的 14%，因此在重组胶原蛋白时必须有足够的羟脯氨酸修饰，才能保证重组胶原蛋白结构与性能的稳定。
更稳固的三螺旋结构
羟脯氨酸上的附加 -OH 参与胶原蛋白三螺旋结构的共价键合，因此只有充分得到羟脯氨酸修饰的重组胶原蛋白才会有稳固的三螺旋结构。
更高的外界环境耐受度
羟脯氨酸和脯氨酸协同容许胶原蛋白螺旋的大幅度歪曲，授予胶原蛋白分子结构刚度，因此重组胶原蛋白是否经过羟脯氨酸修饰决定了其对外界环境的耐受度。
创新的重组羟化技术
重组人源化胶原蛋白重组羟化技术解决了外源性补充重组胶原蛋白无法在体内进行脯氨酸羟化的难题。
图 3 因智拓生物重组 III 型人源化胶原蛋白脯氨酸羟化率检测报告
检测结论：脯氨酸羟化率达 50%
背景
近年来，随着合成生物学技术的飞跃发展，合成生物学陆续被中国、美国、英国等多国纳入国家战略，各国纷纷加大在合成生物学领域的研发和投资。
合成生物学基于工程化的设计理念，结合生物学、化学、医学、农学、工程学、计算机与数据科学等交叉学科技术，旨在改造或创造人造生命体系的新兴学科，在科技和产业创新两个层面展现出巨大潜力。
胶原蛋白(collagen)是一类哺乳动物细胞外基质中的主要结构蛋白，广泛地存在于皮肤、骨骼、肌肉等组织中，主要参与细胞的增殖、分化、迁移和信号传递等生理生化行为，对组织细胞等起着支撑、修复、保护的作用，广泛应用于医美、护肤、食品、医疗器械等领域，至今已有近百年的研究与应用历史。
图 4 胶原蛋白结构图
然而，胶原蛋白，特别是从动物组织中提取的天然胶原蛋白，在实际应用过程中面临着以下问题：
（1）分子量大，不易被人体吸收；
（2）提取天然胶原蛋白的原料获取困难；
（3）工艺不稳定，产品标准不统一，杂质较多；
（4）具有一定的免疫原性，且存在动物病毒传播的风险。
解决方案
伴随着合成生物学技术的发展，利用基因工程与生物发酵工程手段获取重组胶原蛋白，成为替代天然提取胶原蛋白的重要方法。
重组胶原蛋白是通过将胶原蛋白的天然基因序列或经过重新优化设计的基因序列，导入选定的宿主细胞中，经过一系列的提纯工艺，最终获得的具有一定天然胶原蛋白特征和主要功能的蛋白质。
表1 重组胶原蛋白分类
随着国内巨子生物、锦波生物、聚源生物等一众重组胶原蛋白公司的深入研究与广泛应用，重组胶原蛋白赛道关注度持续升温，已成为医美、护肤、医疗器械等领域的耀眼新星。
关于因智拓生物
杭州因智拓生物技术有限公司成立于 2022 年 05 月，是一家专注于利用合成生物学技术进行功能性蛋白（分子酶、类器官生长因子、重组人源化胶原蛋白等）研究与开发的高科技生物创新企业。
因智拓生物秉承“生物赋能科技未来”的公司使命，已打造蛋白质定向改造平台和功能蛋白生产平台两大创新型技术平台，基于多项全球领先的自主创新技术，成功构建起能够快速、高效和规模化生产的全链条生产体系。公司重组胶原蛋白研发团队研发的羟脯氨酸重组 III 型人源化胶原蛋白已获得国家发明专利授权，专利名称“羟脯氨酸修饰的重组 III 型人源化胶原蛋白及其制备方法和应用”，专利号 ZL202310276337.4。公司分子酶与类器官生长因子研发团队研发的 IVD 系列原料酶与类器官生长因子受到国内知名高校及 IVD 知名企业的高度评价，并被纳入其 III 类医疗器械产品申报项目。
因智拓生物首席科学家由天津大学生命科学院院长叶升教授担任。公司精心组建了一支由多名蛋白结构学和合成生物学专家构成的高效研发团队，搭建了具备丰富行业资深经验的生产团队和质量管理团队，以及多名拥有外企和海外工作经验的专业市场商务团队，致力于成为医美生物原料方案的开拓者和合成生物学的领航者。
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