貽貝粘蛋白

貽貝洋養殖業類，球貽貝產，占球產/。紫貽貝球範圍廣泛養殖。足絲腺泌貽貝粘蛋，形強韌蛋絲，貽貝固，耐浪衝擊。洋源，隔粘附：粘附固；二耐：形粘附，耐沖刷。

產貽貝粘蛋料貽貝足絲，粉碎、提取、譜純化、濃縮藝步驟製備，獲純單蛋質。

.賴氨酸：正電荷，快速吸引細胞貼壁，爬行

貽貝粘蛋白有70-90個重複的多肽片段組成，每個多肽段由10個氨基酸組成，其中2個是賴氨酸。這使得蛋白具有較高的等電點，在人體生理pH值下帶有很強的正電荷。每個貽貝粘蛋白分子帶150以上正電荷。人體的各種細胞均帶負電荷，例如：表皮細胞、成纖維細胞、成骨細胞、神經細胞等。貽貝粘蛋白通過靜電相互作用與細胞結合，促進表皮細胞的貼壁、爬行替代，從而加速創面或潰瘍面的癒合。

2.多巴基團：形成非連續微觀生物支架

貽貝粘蛋白肽鏈片段中有10%的DOPA基團（3,4-二羥基苯丙氨酸）。在PH值5及以下，蛋白溶液可以溫室保存（保存期大於一年）。在PH值較高的情況下，DOPA中的一些酚羥基氧化成醌，這一過程在兒茶酚氧化酶存在下會被加速。氧化的DOPA和未氧化的DOPA交聯，形成高分子網狀聚合物。這張“網”將貽貝粘在海底。貽貝粘蛋白用於皮膚和疤痕治療時，這種集合物形成一個透明的、允許水蒸氣和空氣通透的膜。

3.疏水基團：強化細胞隔水黏附

組成貽貝粘蛋白的幾種氨基酸含有疏水基團，在生理溶液存在情況下，貽貝粘蛋白的部分疏水基團暴露出來，可與細胞膜的脂質雙分子層通過疏水作用相互結合。

1.貽貝粘蛋白種類kinds of MAP

貽貝粘蛋白經常用於科學文獻的另一個名字是貽貝足蛋白（Mefp），它的一些結構已經確定：命名為Mefp-1，-2，-3，-4，-5和-6。其中Mefp-1是最主要的成分，也是第一個被分離出來的。它的分子量約為110Da，由70-90個多肽重複序列組成。（Mussel Adhesion: Finding the Tricks Worth Mimicking）

2.貽貝粘蛋白的製備方法PreparationofMAP

貽貝足絲蛋白的獲取方法主要有以下三種手段：

(1)直接從貽貝足腺中提取天然黏附蛋白成分，例如，瑞典Biopolymers公司自20世紀80年代開始直接貽貝足腺中提取並研製成組織培養用的粘合劑產品“Cell-Tak”，該產品主要是Mefp-1、Mefp-2和Mefp-3的混合物，可用於細胞培養過程中非貼壁細胞與培養皿的黏附。但由於貽貝足絲蛋白的分泌量很低，1萬個貽貝也只能提取1mg的粘附蛋白，導致這種直接提取的黏合劑產品價格昂貴，美國售價達到115美元/mg。

(2)由於組織提取方法成本高，學者們展開了基因工程手段生產貽貝粘蛋白的研究。如J.H.Waite等在1999年報道了將紫貽貝Mefp-3基因轉入釀酒酵母中進行表達；Dong Soo Hwang等於2004年報道了地中海貽貝的Mefp-5在大腸桿菌中的表達，重組的Mefp-5蛋白具有較好的粘結性能，有可能用於醫療及防水黏合劑的開發。韓國浦項工業大學（POSTECH）的Dong Soo Hwang等將地中海貽貝的mfp-5和mfp-3在大腸桿菌中的表達，得到重組的mfp-5和mfp-3蛋白生物化學粘合劑，以用於醫療及防水黏合劑的開發。粘著蛋白原在貽貝足腺細胞中被合成時經歷了複雜的糖基化修飾、羥基化修飾及交聯反應，而利用基因工程途徑所得到的粘著蛋白產物則缺少這種嚴格而充分的修飾和加工過程。儘管學者們在體外對其進行了部分糖基化修飾，但所添加的寡糖鏈的數量、羥基化以及交聯程度與天然蛋白質相比均相差甚遠，致使所得蛋白產物的粘度遠遠不及天然蛋白質。

(3)由於利用基因工程途徑無法獲取理想粘度的粘著蛋白產品，因此，貽貝足腺細胞的體外培養與建系研究便成為獲取理想粘著蛋白產物的充滿希望的開發途徑，幫而引起了學術界的廣泛關注，早在20年前美國就率先開始了貽貝足腺細胞的體外培養研究，但由於無脊椎動物細胞培養困難，其培養仍屬世界性難題，貽貝足腺細胞的傳代培養及其建系一直未能成功。

因此從天然來源提取純化貽貝粘蛋白仍是該產品獲取的主要途徑。

3.貽貝粘蛋白的研究The study of MAP

貽貝粘蛋白的開創性研究是在20世紀70年代晚期由J H, Waite；M L, Tanzer和他的同事發起的。在20世紀80年代早期，他發表了關於貽貝粘蛋白的論文：《貽貝中多酚物質：含左旋多巴和羥脯氨酸的新型粘合劑》（Polyphenolic Substance of Mytilus edulis: Novel Adhesive Containing L-Dopa and Hydroxyproline）

自從貽貝粘蛋白的粘接性能發現后，它的其他功能也被逐漸發現。最初，他的用途是作為”生物膠水“用作手術縫合中的醫用膠粘劑。後來發現，貽貝粘蛋白還具有細胞貼壁和增殖的功能-促進傷口癒合及恢復。因此，貽貝粘蛋白對皮膚，粘膜組織，神經，骨，血管膜的創面有潛在的修復功能。它也可以與銀離子，肝素鈉等其他藥物結合使用，還能與藥物洗脫支架以及耐葯菌組合使用。

與其他醫學修復材料和藥物相比，貽貝粘蛋白有它的生物起源和蛋白質的性質上具有一定的優勢。最新的研究表明，貽貝粘蛋白還可以用於手術切口，燒、燙傷，持久性潰瘍及皮膚病，止痛，抑菌以及促進癒合的功效。

4.貽貝粘蛋白的研究單位Research institutions with studies on MAP

（1）瑞典皇家理工學院（KTH）：專註於金屬防腐研究；

（2）韓國浦項工業大學（POSTECH）：專註於重組MAP基因的設計與高效表述，用於細胞培養；

（3）美國西北大學（Northwestern Univertsity）：傾向於MAP吸附機理的研究及通過對MAP的研究模仿其開發新型的吸附材料；

（4）愛達荷國家工程和環境實驗室（Idaho National Laboratory）：用於 生物醫用粘合，水下粘結，建築及特種膠粘。

海洋貽貝粘附蛋白具有高強度、高韌性和防水性，以及極強的黏附基體的功能，這與其特殊的分子結構、多巴(DOPA)介導的鏈間交聯和與底材之間的相互作用方式有關，並且，它還具有很好的生物相容性和可降解性，是一類極具優勢和潛力的生物膠黏劑。

貽貝粘蛋白通過兩力一網

兩力指：靜電相互作用力；疏水相互作用力

一網指：氧化的多巴基團與未氧化的多巴基團

相互交聯形成微觀生物支架，強力粘附於創面，隔水發揮促進癒合和止癢止痛的作用。

1.貽貝粘蛋白的促癒合機理

貽貝粘蛋白形成隔水黏附帶正電荷的微觀生物支架促進癒合。貽貝粘蛋白MAP的等電點是9.5，在生理pH值下，因賴氨酸的存在帶有正電荷，在創面形成微觀支架，吸引帶負電的細胞，例如表皮細胞、成纖維細胞等快速貼壁、爬行替代和生長，促進創面癒合。

貽貝粘蛋白分子中含有大量的3,4-二羥基苯丙氨酸（DOPA)，氧化的DOPA和未氧化的DOPA的氧存在的環境中自氧化交聯形成微觀非連續網狀生物支架，加固了隔水黏附。

2.貽貝粘蛋白的抑制黑色素生成機理

黑色素的合成在皮膚基底層的細胞中間發生的，不是在細胞內，色素的形成是色體內酪氨酸和酪氨酸酶反應形成DOPA，再形成多巴醌，最後形成多巴色素，整個過程都是氧化過程。

貽貝粘蛋白的DOPA與色素形成過程中的DOPA一樣，也是酪氨酸在酪氨酸酶作用下反應形成的。氧化DOPA和未氧化DOPA會相互交聯，形成高聚物。貽貝粘蛋白的DOPA基團可與黑色素形成過程中生成的DOPA反應，中止黑色素的形成。同時MAP作為還原劑，通過抑制氧化作用，抑制色素的生成。

3.貽貝粘蛋白的止癢機理

貽貝粘蛋白（MAP）中具有10%含量的L-DOPA基團，L-DOPA跟帕金森症的治療藥物-多巴胺結構非常相近，它們都是神經遞質，可將信號從一段神經傳導至另一段，神經細胞具備它們的受體。

貽貝粘蛋白（MAP）在生理PH值下帶有很高載量的正電荷，人體的各種細胞帶負電荷，包括組成皮膚的各種細胞。每平方厘米皮膚表面包含至少150個神經末梢，豐富的末梢上探到表皮層。靜電作用是微觀系統的強作用，貽貝粘蛋白首先通過靜電作用與神經末梢細胞結合，蛋白的DOPA繼而與細胞表面的DOPA受體結合，阻斷神經細胞的部分信號傳輸，從而起到止癢的作用。

美國研究貽貝粘蛋白的應用已經30餘年，日本、韓國緊隨其後。我國對貽貝粘蛋白的實驗室研究已有10多年，2014年正式進入醫療市場。貽貝粘蛋白的應用主要集中於以下方面：

1.醫用生物粘合劑：用於眼角膜、結膜，細小骨骼等的粘接；

2.創面修復材料：用於燒傷、激光術后等皮膚損傷的修復，並起止癢作用；

3.醫用塗層：作為植入型金屬支架與生物活性物質的橋樑，例如：貽貝粘蛋白一方面固化於鈦金屬材料上，一方面活化后連接生長因子等生物活性物質，形成藥物心臟支架；

4.防腐蝕塗層：保護金屬及微電子設備，免受海水和鹽霧的腐蝕；

5.日用化妝品：貽貝粘蛋白形成的微觀納米級保護膜，在物理性阻隔、抗氧化、局部抗炎的同時作用下，治療痤瘡凹陷性瘢痕，迅速修復創面肌膚，抑制瘙癢及黑色素沉著，讓肌膚遠離PM2.5顆粒。