基于制备环境的家蚕丝胶蛋白分子形态构象与生物学性能研究

论文摘要

蚕丝蛋白是人类利用很早的天然蛋白质之一,组成成分为丝胶和丝素。丝胶在蚕丝加工过程中大量废弃。研究表明丝胶是一种优质的球状蛋白质资源,具有生物相容性、降解性、凝胶-溶胶转化等特性可用作特定范围的生物材料,优势明显。但是丝胶复杂的结构、表面氨基酸残基的和环境易变性,在各种不同的丝胶提取方法和条件下,其性状就有所不同的,按照结构决定性能一说,其性状性能在发生改变后,可能会影响其生物学性能,使其在被开发的过程中出现阻碍,制约其开发为生物材料。本文以两种常用的丝胶蛋白制备环境即从茧壳和废弃茧衣中提取出丝胶样本、酶解制备小分子量丝胶的制备条件作为基台;通过对三组丝胶样本的分子量、溶解特性、红外光谱分析以及氨基酸组成分析探索常见制备方法、物理环境下丝胶蛋白分子性状、分子构象的变化规律;同时观察丝胶蛋白分子形态构象与生物学性能（抗菌性和细胞毒性）之间的对应关系。分子量测定可知从茧壳中提取出的丝胶分子量均分布在66.2 -130kDa之间,茧衣中提取出的丝胶分子量在43-200kDa范围内,酶解后得到的低分子丝胶蛋白的其分子量在3kDa以下。而溶解特性、红外光谱分析以及氨基酸组成分析结果表明:1、采用相对固定的提取方法和条件从茧壳提取丝胶,其氨基酸组成及含量、蛋白质分子构象基本一致,溶解性能相似;2、茧衣丝胶与茧壳丝胶相比,更多的是以无规卷曲结构为主;3、小分子蛋白肽更多呈现为转角结构和无规卷曲结构。抗菌性试验显示各组丝胶样本对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有抗菌效果,但丝胶样本对金黄色葡萄球菌的抗菌性更为显著。采用L-929小鼠成纤维细胞在三个浓度组份的三种丝胶（Jk1、Jy4、Jkmj5）培养液中用倒置显微镜及MTT法观察比较其促细胞生长性能,结果显示,各个浓度的三种丝胶未发现对细胞生长有抑制作用,而且Jy4和Jkmj5对L-929细胞有促进生长作用且随着浓度的增大,促进作用越明显。各个浓度的三种丝胶蛋白对细胞形态亦无明显影响。三组丝胶的相对增殖速度均较大,其中Jk1部分属RGR分级标准1级,其他属0级,Jy4和Jkmj5均属0级,没有毒性,而Jy4和Jkmj5比Jk1表现出了更好的生物相容性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 丝胶的结构与性质
• 1.1.1 蚕丝蛋白的组成
• 1.1.2 蚕丝胶蛋白的结构
• 1.1.3 蚕丝胶蛋白的性能
• 1.2 丝胶提取方法的研究进展
• 1.2.1 丝胶蛋白的来源
• 1.2.2 丝胶提取方法
• 1.3 丝胶的开发和利用
• 1.3.1 纤维改性材料
• 1.3.2 化妆品添加剂
• 1.3.3 食品添加剂
• 1.3.4 医药功能的研究
• 1.4 丝胶作为生物材料的国内外研究进展
• 1.4.1 生物材料的生物学评价方法
• 1.4.2 丝胶作为生物材料的研究现状
• 1.5 本课题的研究意义、内容、创新点及技术路线
• 1.5.1 本课题的研究意义
• 1.5.2 本课题的研究内容
• 1.5.3 本课题的创新点
• 1.5.4 本课题的技术路线
• 第二章 丝胶蛋白的提取及其分子量的测定
• 引言
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料与设备
• 2.1.2 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 丝胶的提取
• 2.2.2 丝胶蛋白的分子量测定
• 2.3 结论
• 第三章 丝胶蛋白的分子构象的研究
• 引言
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料与设备
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 氨基酸组成分析
• 3.2.2 溶解特性分析
• 3.2.3 红外光谱分析
• 3.3 结论
• 第四章 丝胶蛋白的生物学性能的研究
• 引言
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 材料与设备
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 丝胶的抗菌效果研究
• 4.2.2 丝胶对 L-929 小鼠成纤维细胞的细胞毒性的研究
• 4.3 结论
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果