重组盲鳗粘液蛋白的一步组装及性质研究
生活在深海中的盲鳗可以通过产生大量防御性粘液来堵塞捕食者的鳃部，从而阻止鱼类捕食者的攻击。这种不同寻常的盲鳗粘液是由粘蛋白和粘液线性蛋白共同组成的，其中粘液线性蛋白作为粘液的主要成分赋予了粘液强度和韧性。近年来，由于盲鳗粘液线性蛋白在新型绿色、环境保护和功能仿生材料中的潜在应用，开始被大众熟知并对其展开研究。以一种太平洋盲鳗(Eptatretus stoutii)的粘液线性蛋白中的两种主要成分EsTKα蛋白和EsTKγ蛋白作为研究对象，首先使两种蛋白可以在大肠杆菌中实现表达，并分别对于两种蛋白的表达条件进行优化，最终EsTKα蛋白和EsTKγ蛋白的产量可以分别达到189.07 mg/L和194.65 mg/L,与此前文献报道的产量相比有了较大提升。 本文提出了 EsTKα与EsTKγ两种蛋白的一步组装方法，首次建立了一种无需进行单独蛋白纯化，便可实现两种蛋白自组装的简单、省时和高效的便捷组装方法，并成功将EsTKα与EsTKγ两种蛋白自组装成一种新型的基于盲鳗粘液线性蛋白的自组装蛋白水凝胶材料。由自组装而形成的水凝胶蛋白纤维骨架表面光滑，构成了立体多孔网络状结构，并且其保水性能和溶胀性能良好。值得注意的是，这种自组装蛋白水凝胶具有较好的耐盐性，在2％ NaCl溶液中的溶胀率同样较高，可达249.39％,这是大多数水凝胶材料所不具备的特点。对自组装后的水凝胶蛋白的二级结构进行测定，结果表明，两种原本无序结构的蛋白通过自组装形成了具有以α-螺旋为主要二级结构的蛋白。EsTKα与EsTKγ两种蛋白与明胶以浓度20∶20∶1混合制成的复合水凝胶与其他混合比例制成的水凝胶相比性能最优。其保水率由66.14％提高至84.70％,纯水中的溶胀率由317.34％提高至389.60％,2％NaCl溶液中的溶胀率由249.39％提高至300.25％。为后续基于盲鳗粘液线性蛋白EsTKα与EsTKγ的自组装、大量制备及材料研究奠定了基础。
水凝胶材料;EsTKα蛋白;EsTKγ蛋白;一步组装;立体多孔网络状结构;保水性能;溶胀性能
北京化工大学
硕士
生物与医药
曹辉;王瑞妍
2023
中文
TQ427.26
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）