蚕丝蛋白溶液的聚集和构象变化研究

论文摘要

蚕丝蛋白作为一种天然动物纤维,具有优良的综合力学性能,良好的生物相容性和较低的生产成本,在纺织、国防、医药、食品和美容等诸多领域中具有较高的应用价值和良好的前景。蚕丝的成丝机理和构象转变成为目前研究的重点。本文首先研究了不同途径提取的丝素蛋白的完整性。采用凝胶电泳定性的表征了再生丝素蛋白和丝腺丝素蛋白的水解情况。结果表明:第一,再生丝素蛋白在提取过程中会发生部分水解,其水解程度随溶解温度的提高和溶解时间的延长而加剧,并随溶剂体系的不同而变化。第二,中部丝腺的丝素蛋白没有发生水解现象,只存在完整的重链和轻链,是研究蛋白质构象转变的良好基质,而从后部丝腺中提取的蛋白含有较多的杂质。本文通过圆二色谱、荧光光谱研究了再生丝素蛋白的溶液构象转变。圆二色谱的结果表明,再生丝素蛋白发生了由无规线团向β-折叠的构象转变,其动力学经历了两个不同速率的过程。色氨酸（Trp）残基的荧光发射谱发生蓝移,表明该残基在构象转变过程中,有亲水的蛋白质表面转移到疏水的蛋白质内部,其峰强有先减弱后增强的过程。本文采用圆二色谱、荧光光谱和动态光散射研究了丝腺丝素溶液的构象转变和聚集情况。圆二色光谱表明,丝腺丝素蛋白溶液也会发生从无规线团向β-折叠的构象转变,随蛋白质浓度的增加,其构象转变速率加快。丝腺丝素蛋白的整个构象转变过程可以分为三个阶段,诱导（induction）、增长（growth）和稳定（stabilization）。与再生丝素的荧光光谱类似,丝腺丝素蛋白的Trp残基峰也有明显的蓝移现象。不同的是,丝腺丝素蛋白的荧光峰强不存在一个先减弱后增强的过程,较为均一。丝腺丝素蛋白的动态光散射结果表明,丝素蛋白的构象转变过程伴随着蛋白质分子的聚集,其最终的聚集体尺寸为2微米左右。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 蚕丝蛋白的结构与性能
• 1.1 蚕丝及其应用
• 1.2 家蚕的生活史与蚕丝的形成
• 1.2.1 家蚕的生活史
• 1.2.2 丝腺的解剖学构造和功能
• 1.2.2.1 后部丝腺
• 1.2.2.2 中部丝腺
• 1.2.2.3 前部丝腺和纺丝管
• 1.3 丝素蛋白的结构
• 1.3.1 丝素蛋白的化学组成及氨基酸序列
• 1.3.2 天然丝的聚集态结构
• 1.3.3 丝素蛋白的溶液态构象
• 1.3.3.1 丝素蛋白的稀溶液构象
• 1.3.3.2 丝素蛋白的浓溶液构象
• 1.4 本论文研究的主要内容和意义:
• 第二章 丝素蛋白水溶液的制备方法
• 2.1 再生丝素水溶液的制备与表征
• 2.1.1 丝素蛋白的再生
• 2.1.2 材料与试剂
• 2.1.3 再生丝素蛋白质溶液的制备
• 2.1.4 再生丝素蛋白质溶液的浓度测定——紫外吸收
• 2.1.5 再生丝素蛋白质溶液分子量测定——蛋白质电泳
• 2.1.5.1 蛋白质电泳（SDS-PAGE）
• 2.1.5.2 再生丝素蛋白质溶液的分子量测定
• 2.2 丝腺丝素蛋白溶液的制备和表征
• 2.2.1 丝腺丝素蛋白溶液的制备
• 2.2.2 丝腺丝素蛋白溶液的表征
• 2.3 再生丝素与丝腺丝素蛋白的完整性比较
• 第三章 再生丝素溶液的构象变化
• 3.1 引言
• 3.1.1 圆二色光谱
• 3.1.2 蛋白质荧光光谱
• 3.2 再生丝素蛋白溶液的圆二色谱表征
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 再生丝素溶液圆二色谱的结果与讨论
• 3.3 再生丝素蛋白溶液的荧光光谱表征
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 再生丝素溶液的荧光光谱结果与讨论
• 3.4 再生丝素蛋白溶液的构象变化
• 第四章 丝腺丝素蛋白溶液的构象转变以聚集研究
• 4.1 动态光散射技术
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 样品的制备
• 4.2.2 远紫外圆二色光谱
• 4.2.3 荧光光谱
• 4.2.4 动态光散射
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 丝腺丝素蛋白溶液的圆二色光谱表征
• 4.3.2 丝腺丝素蛋白的荧光光谱表征
• 4.3.3 丝腺丝素蛋白的动态光散射表征
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文
• 学位论文评阅及答辩情况表