本文關鍵詞：再生絲素蛋白自組裝分子機理及影響因素探究

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【摘要】：蠶絲因其優(yōu)異的力學性能、低成本以及良好的生物相容性與可降解性等優(yōu)勢，已被廣泛應用在生物醫(yī)藥領域，如組織工程、藥物緩釋、生物傳感器等。絲素蛋白是組成蠶絲的最主要的蛋白質，絲素蛋白獨特的氨基酸序列組合是蠶絲具有諸多優(yōu)異性能的關鍵因素。獨特的氨基酸側鏈疏水性的有序排列使其能夠發(fā)生自組裝，研究絲素蛋白自組裝機理對于理解絲素蛋白和絲素蛋白基生物材料結構與功能之間的關系具有重要指導意義。再生絲素蛋白具有同絲素蛋白極為相似的組成結構，，是一種理想的體外試驗材料。 本研究中，以廠絲為原料通過脫膠、溶絲、透析等過程制備了再生絲素蛋白溶液，配制了不同濃度的再生絲素蛋白水溶液，利用原子力顯微鏡（AFM）和傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）觀察經過不同孵育時間后絲素蛋白樣品的表面形貌及二級結構，進而探究不同濃度下再生絲素蛋白的自組裝過程。結果表明：溶液濃度對再生絲素蛋白自組裝有明顯影響，在較高濃度下，再生絲素蛋白從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結構）向納米膠粒（反平行β-折疊結構）轉化，在較低濃度下，再生絲素蛋白從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結構）向納米纖維（反平行β-折疊結構）轉化，納米膠粒的形成遵循成核依賴聚合機制，納米纖維形成遵循膠粒介導納米纖維形成機制。結構轉化時間隨著濃度降低而變短。此外，在高濃度下，再生絲素蛋白水溶液更容易形成凝膠。 隨后進一步探究了組成絲素蛋白的單元序列對于其自組裝行為的影響，選擇了絲素蛋白相關短肽4種：GAGAGS(GS6)、GAGAGY(GY6)、GAGAGVGY (GY8)、GAGAGSGAAS (GS10)，通過AFM、FT-IR、SEM及CD等手段研究了再生絲素蛋白和絲素蛋白相關短肽在不同濃度下經過不同孵育時間后的自組裝變化。在相對高濃度下，GS6和GS10表面從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結構）向納米纖維（反平行β-折疊結構）轉變，GY8從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結構）向納米層狀結構特征（反平行β-折疊結構）轉變。相對較低濃度下，GS6、GS10以及GY8原初纖維特征高度從0.8±0.1nm（無規(guī)卷曲結構）降低到0.6±0.1nm（反平行β-折疊結構），而GY6在相對高濃度和低濃度下都未發(fā)生結構或形貌變化。再生絲素蛋白與絲素蛋白相關短肽的二級結構和形貌的轉變時間情況為：RSF GS6GS10GY8GY6，由此推測單元序列對于絲素蛋白自組裝成β-折疊結構的影響程度為：GS6GS10GY8GY6。 研究結果為理解絲素蛋白自組裝機理提供了實驗依據(jù)，并可為設計和合成具有特定功能的絲素蛋白基生物材料提供理論指導。
【關鍵詞】：絲素蛋白 分子自組裝 單元序列 原子力顯微鏡 傅里葉變換紅外光譜
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-11
• 第一章 緒論11-28
• 1.1 絲素蛋白研究近況11-22
• 1.1.1 蠶絲結構與組成11-16
• 1.1.2 絲素蛋白構象與聚集態(tài)結構16-18
• 1.1.3 絲素蛋白分子自組裝及其機理研究進展18-22
• 1.2 研究技術探討22-26
• 1.2.1 原子力顯微鏡技術22-25
• 1.2.2 傅里葉紅外光譜技術25-26
• 1.3 本課題的主要研究內容及意義26-28
• 第二章 再生絲素蛋白自組裝分子機理探究28-39
• 2.1 實驗概述28
• 2.2 材料與方法28-31
• 2.2.1 材料28
• 2.2.2 再生絲素蛋白水溶液制備28-30
• 2.2.3 傅里葉紅外光譜測試30
• 2.2.4 原子力顯微鏡測試30-31
• 2.3 實驗結果與分析31-37
• 2.3.1 不同濃度水溶液中再生絲素蛋白二級結構變化31-34
• 2.3.2 不同濃度水溶液中再生絲素蛋白的表面形貌變化34-37
• 2.4 本章小結37-39
• 第三章 單元序列對于絲素蛋白自組裝的影響39-62
• 3.1 實驗概述39
• 3.2 材料與方法39-42
• 3.2.1 材料39-40
• 3.2.2 再生絲素蛋白水溶液制備40-41
• 3.2.3 傅里葉紅外光譜測試41-42
• 3.2.4 原子力顯微鏡測試42
• 3.2.5 掃描電子顯微鏡分析42
• 3.2.6 圓二色譜測試分析42
• 3.3 實驗結果與分析42-61
• 3.3.1 再生絲素蛋白與絲素蛋白相關短肽在水溶液中的二級結構變化42-50
• 3.3.2 高濃度水溶液中再生絲素蛋白和絲素蛋白相關短肽的表面形貌變化50-54
• 3.3.3 低濃度水溶液中再生絲素蛋白與絲素蛋白相關短肽的表面形貌變化54-61
• 3.4 本章小結61-62
• 第四章 總結62-65
• 4.1 全文小結62-63
• 4.2 工作展望63-65
• 參考文獻65-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學位期間成果77-80
• 附件80

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 毛翠萍;納米功能化蠶絲織物的制備及其在可穿戴領域的應用研究[D];西南大學;2016年

本文編號：1011781