时间分辨红外光谱对丝蛋白膜构象转变动力学的研究--再生蚕丝蛋白膜在高浓度醇溶液中的构象转变

运用时间分辨红外光谱研究再生蚕丝蛋白膜在高浓度醇溶液中(醇含量≥90％) 的构象转变过程．研究结果表明,丝蛋白膜在纯甲醇中可以发生构象转变,但是在 纯乙醇和纯异丙醇中却几乎不能发生构象转变．进一步研究发现,当乙醇和异丙醇 溶液中的水含量达到7％—8％时,丝蛋白开始发生构象转变．在研究的醇溶液浓度 范围中,丝蛋白发生构象转变的速率随醇溶液中水含量的增加而增大．根据实验结 果,认为丝蛋白膜在溶液体系中(无论是有机溶剂溶液还是离子溶液)发生构象转变 ,膜的溶胀是一个前提因素,其原因在于溶胀可使分子链获得运动的空间,从而通 过氢键重组而发生构象转变．     

时间分辨红外光谱对丝蛋白膜构象转变动力学的研究：不同碱金属离子对蜘蛛丝蛋白膜构象转变的影响

运用时间分辨红外光谱对碱金属盐溶液诱导发生的蜘蛛丝蛋白膜的构象转变过 程进行跟踪研究。结果表明虽然构象转变速率为NaCl>KCl>LiCl，但是在最终完成 构象转变的丝蛋白膜中β－折叠结构的比例却是KCl>LiCl>NaCl。综合膜的构象转 变速率和程度，可以认为在三种碱金属盐中，KCl最有利于丝蛋白的构象转变，这 与钾在蜘蛛吐丝过程中起重要作用的观点（即发现在丝腺体中的丝蛋白胶状物，越 靠近吐丝口，钾离子含量越高）相吻合。同时根据对构象转变动力学数据的分析， 认为蜘蛛丝蛋白膜的构象转变由快速两相组成，其中较快相（相应时间常数为 5min左右）对应于链段运动引起的构象转变，而较慢相（相应时间常数为50min左 右）则对应于整根大分子链的运动引起的构象转变。     

丝素蛋白的构象转变

丝素蛋白的构象转变于同隐，张胜，邵正中（复旦大学高分子科学系和聚合物分子工程开放实验室，上海，２００４３３）关键词丝素蛋白，构象转变，扫描隧道显微镜桑蚕丝素蛋白是生丝的主要组分。蚕在作茧时，将体内水溶性的丝素蛋白排出体外，成为不溶性的茧丝，这一过程既...     

丝蛋白纤维机理的模型——应力作用下丝蛋白构象的转变

本文用喇曼(Raman)光谱和X-射线衍射等手段研究了桑蚕吐丝过程中丝腺体不同部位的丝蛋白的构象变化。发现随应力增加,从前部丝腺开始,丝蛋白产生了β-折叠构象。通过将丝蛋白直接在拉力机上拉伸,用Raman光谱等手段检测,详细研究了在不同拉伸条件下丝蛋白构象的变化,在微观层次上揭示了丝蛋白在应力作用下变性的全过程,并提出了相应的转变模型。     

固态磷脂相变行为的红外和拉曼光谱研究

用红外和拉曼光谱方法在２９０～４０５Ｋ的温度范围内考察了无水二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺的分子构象随温度的变化。结果表明，该磷脂在３６５Ｋ附近的熔化相变过程中，不仅酰链的构象和堆积发生了有序－无序转变，而且极性头部基团和接界区域基团也发生了结构重排；逆相变过程中，烷基链构象重新恢复了有序，但头部基团和甘油骨架构象没有恢复原始有序状态。     

癸胺盐酸盐分子构象的拉曼光谱

用拉曼光谱考察了物态变化、水溶液浓度、温度和稀土离子等对癸胺盐酸盐分子构象的影响。结果表明固态标题化合物分子以有序的全反式链构象存在,在大于临界胶束浓度的水溶液中分子以无序的旁式链构象存在;增加浓度、升高温度和添加稀土离子都使得链的扭曲和无序程度增加。     

时间分辨全反射红外光谱对醋酸诱导丝蛋白构象转变的研究

采用时间分辨全反射红外光谱为主要分析手段, 对醋酸在丝蛋白膜中的扩散过程及其对丝蛋白构象转变机理进行了研究. 结果表明, 醋酸能够诱导丝蛋白构象转变为β-折叠. 醋酸的扩散速率和β-折叠构象的生成速率较为相似, 表明醋酸分子渗透到丝蛋白聚集体中是破坏丝蛋白原有氢键并诱导肽链重排, 进而实现构象转变的一个先决条件. 同时, 通过比较真空干燥处理前后丝蛋白膜的实验结果, 证实了丝蛋白中的水含量是影响醋酸的扩散速度以及丝蛋白多肽链重排速度的一个重要因素.     

金属离子导致的丝素蛋白的构象转变

蚕丝和蜘蛛丝的优异力学性能一直是科学家们关注的课题^[1-3]。近年来,在蚕丝蛋白结构及其构象方面的研究取得了许多进展^[3-5]。在蚕的腺体中丝素蛋白的构象为silk I（主要是无规线团为主,还有少量的β－转角,α螺旋等）,而在纤维状的丝中为silk Ⅱ（主要是β折叠）。金属离子在蚕叶丝过程中的作用也一直是一个人们关心的问题。Chen等^[6]在研究丝胶（包附在丝素蛋白表层的另外一种蛋白）时发现,在一定pH条件下,Ni^2 离子通过四配位的螯合作用诱导丝素蛋白β折叠的形成。并且,Viney等^[7]根据电感耦合等离子体（ICP－MS）技术推测Ca^2 的增加能使β折叠的形成加速。     

金属离子在蚕丝蛋白构象转变中的作用机理研究

蚕丝的优异力学性能及其在纺织、生物技术、医疗、精细化工及军用材料等方面的应用一直是科学们关注的课题,许多年来科学工作者不断探索蚕的吐丝机理、丝素蛋白的结构和性能的关系,以及如何合成性能兼具天然丝和合成高分子性质的新型材料。近年来在蚕丝蛋白结构及其构象方面的研究取得了一定的进展,本文讨论了几种金属离子在蚕腺体中和液态丝素中含量变化及其在丝蛋白构象转变中的作用。介绍了金属离子在丝素蛋白构象转变研究中的最新研究进展,并提出设想展望。     

二维相关红外光谱研究再生蚕丝蛋白膜的构象与温度之间的关系

通过二维相关红外光谱,研究了再生蚕丝蛋白膜的构象及其转变与温度之间的关系.实验结果表明,将样品从130℃升温到220℃、或在180℃的恒温过程中,丝素蛋白分子链的构象会发生变化,且不同构象对温度升高过程或180℃恒温过程响应的顺序是无规线团变化先于β-折叠、α-螺旋的形成.     

基于动物丝蛋白的人工纺丝

动物丝,特别是蜘蛛丝近年来由于其优异的综合力学性能而备受关注。但是天然动物丝的应用由于种种原因而受到各种限制,因此人们期望通过人工纺丝获得性能与天然动物丝相近的人工丝纤维。本文就采用动物丝蛋白进行人工纺丝的历史和现状,从再生蜘蛛丝蛋白、重组蜘蛛丝蛋白和再生蚕丝蛋白等方面进行综述,比较了天然动物丝和人工丝纤维的力学性能,并且探讨了人工生物模拟纺丝制备高性能人工丝纤维(超级纤维)的前景。     

基于动物丝蛋白的人工纺丝

动物丝,特别是蜘蛛丝近年来由于其优异的综合力学性能而备受关注。但是天然动物丝的应用由于种种原因而受到各种限制,因此人们期望通过人工纺丝获得性能与天然动物丝相近的人工丝纤维。本文就采用动物丝蛋白进行人工纺丝的历史和现状,从再生蜘蛛丝蛋白、重组蜘蛛丝蛋白和再生蚕丝蛋白等方面进行综述,比较了天然动物丝和人工丝纤维的力学性能,并且探讨了人工生物模拟纺丝制备高性能人工丝纤维（超级纤维）的前景。     

蛋白质二维红外相干光谱的理论研究

多肽对红外激光脉冲的非线性响应中包含了丰富的结构动力学信息。本文以肽链的酰胺振动跃迁为例,提出了模拟二维红外相干光谱的理论方案。文中首先介绍了激子模型下非线性响应的微扰图像,并基于激子模型、经典分子动力学模拟和密度泛函静电势,构建酰胺振动模式有效波动哈密顿量。采用随机刘维尔方程(SLE)、数值演化(NP)、高斯波动的累积展开等方法计算非线性响应光谱。文章最后对多肽及多肽复合物等体系的二维红外信号进行模拟和讨论。     

桑蚕丝腺体和丝纤维中金属离子的含量

用不同的测试方法, 即质子诱导X射线发射(PIXE)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子吸收光谱(AAS)对桑蚕丝腺体和丝纤维中金属元素的含量进行了详细的表征. 结果表明, 在桑蚕丝腺体和丝纤维中含有钠、镁、钾、钙、铜、锌、铁、锰八种金属元素, 同时还可能含有微量的铷和锶. 这些金属元素在丝腺体和各种丝纤维(蚕茧丝、强拉丝和脱胶丝)中的含量都有所变化, 而这些变化可能与之在成丝过程(丝蛋白的构象转变过程)中所起的作用有关.     

铁和锰对桑蚕丝蛋白构象转变的影响

采用电感耦合等离子体质谱和原子吸收光谱对桑蚕丝腺体和蚕茧丝中Fe和Mn的含量进行表征, 同时采用拉曼光谱研究Fe(III)和Mn(II)对高浓度再生桑蚕丝蛋白水溶液中丝蛋白构象的影响. 研究结果表明, 桑蚕丝纤维中Fe的含量高于其在丝腺体中的含量, 而Mn的含量则相反. 在丝腺体中, Fe的含量从丝腺体的后部到前部逐渐增加; 但Mn含量的变化趋势与Fe不同, 它在丝腺体中部的含量最低. Fe(III)能够诱导丝蛋白的构象由无规线团和/或螺旋结构向β-折叠转变, 但是Mn(II)对丝蛋白的构象没有明显的影响.     

Thermal properties of bombyx mori and several wild silkworm silks Phase transition of liquid silk

The thermal properties of liquid silk from domestic and wild silkworms are investigated. Liquid silks obtained from the silk gland of the domesticated silkworm, Bombyx mori and four wild silkworms, Samia cynthia ricini, Dictyoploca japonica, Antheraea pernyi and Antheraea yamamai were used. The DSC curves for the liquid silk from the domestic silkworm have weak endothermic peaks corresponding to the breaking of hydrogen bonds in the β-form or to the untangling of physical network. The DSC curves for the wild silkworm silks, however, show clear exothermic peaks corresponding to a phase transition from the α-helix conformation to the β-form. Liquid silk from all the different silkworms undergoes a characteristic irreversible phase transition. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

In Vivo Biological Responses to Silk Proteins Functionalized with Bone Sialoprotein

Recombinant 6mer + BSP protein, combining six repeats of the consensus sequence for Nephila clavipes dragline (6mer) and bone sialoprotein sequence (BSP), shows good support for cell viability and induces the nucleation of hydroxyapatite and tricalcium phosphate during osteoblast in vitro culture. The present study is conducted to characterize this bioengineered protein‐based biomaterial further for in vivo behavior related to biocompatibility. 6mer + BSP protein films are implanted in subcutaneous pouches in the back of mice and responses are evaluated by flow cytometry and histology. The results show no major differences between the inflammatory responses induced by 6mer + BSP films and the responses observed for the controls. Thus, this new chimeric protein could represent an alternative for bone regeneration applications.