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.     

蜘蛛吐丝过程中钾的作用

用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对蜘蛛Nephila丝腺体和丝进行测定,结果表明,钾在丝中的含量明显高于在丝腺体中的含量.同时,在蜘蛛丝蛋白溶液中加入氯化钾,溶液出现乳白色浑浊,表明有呈β-折叠构象的微纤产生.浊度测试发现,丝蛋白微纤会逐渐聚集成较大颗粒而在溶液中形成沉淀.另外,红外光谱和拉曼光谱亦证明钾能够使蜘蛛丝蛋白膜发生从无规线团/螺旋到β-折叠的构象转变.有理由认为钾在蜘蛛吐丝过程中起重要作用,它的存在有利于丝蛋白形成β-折叠结构.     

柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白共混支架的制备及性能研究

众多研究表明，含有三肽基序即精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的材料有助于细胞在其上的粘附和生长.尽管作为天然蛋白质的柞蚕丝蛋白同样具有RGD序列，但其从柞蚕丝纤维中的再生过程复杂且不易加工成型，因此对此类蛋白质材料的研究较少.我们以水溶液共混的方式，在再生柞蚕丝蛋白中引入了更为常用的桑蚕丝蛋白，通过对桑蚕丝蛋白水溶液特殊有效的醇诱导和冻融方法，成功制备了非水溶性的柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白复合支架材料.研究结果显示，随着柞蚕丝蛋白含量增加，共混支架的孔径和强度均有所下降，但其热稳定性上升；FTIR测试表明，尽管柞蚕丝蛋白和桑蚕丝蛋白的一级结构完全不同，但其二级结构在以此方法制备的支架材料中均以β-折叠构象为主.体外细胞培养实验证实，小鼠成纤维细胞和成骨细胞都能在支架上增殖生长，并且共混支架较纯桑蚕丝蛋白支架具有更高的细胞增殖速率，表明其不仅具有良好的生物相容性，而且可能更适用于组织工程领域.     

微波消解样品-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锌精矿中镉、砷和汞

锌精矿是近年来我国进口的大宗资源性商品之一,其中含有镉、砷和汞等多种微量有害金属元素,在加工冶炼过程中,这些微量有害金属元素不但影响产品的质量,降低冶炼价值,而且会从相对封闭的环境进入开放的环境,对人类环境产生污染,严重危害人们的身体健康,因此,测定并严格控制进口锌精矿中有害金属元素含量非常重要。国家标准GB20424—2006《重金属精矿产品中有害元素的限量规范》已限制锌精矿中镉、砷、汞有害金属元素含量,后     

反相高效液相色谱定量分析苄丝肼

苄丝肼(Benserazide)与左旋多巴合用治疗巴金森综合症。我所实验药厂在生产苄丝肼过程中发现该药物性质不够稳定,生 苄丝肼产品中可能含有的成分为:     

小花玄参中微量金属元素分析

采用干式灰化法分解样品,火焰原子吸收光谱法测定小花玄参不同部位中微量金属元素含量.小花玄参不同部位均含有钙、铁、锰、镁、铜和锌等微量金属元素,其中钙、铁、锰的含量较高,锌、镁的含量较低;6种微量金属元素在块根中含量均高于茎叶;加标回收率在95.3%~104.1%之间,相对标准偏差小于2%,具有较高的精密度与准确度.为小花玄参的质量控制和开发利用提供了重要依据.     

不同产地杜仲叶中金属元素的含量及其变化趋势分析

采用火焰原子吸收光谱法测定了陕西杨凌、陕西安康和河南灵宝产杜仲叶中Fe、Cu、Mg、Ca、Mn、Zn 6种金属元素的含量,并对其含量的变化趋势进行了分析比较.结果表明,杜仲叶中含有丰富的人体必需金属元素,且不同产地来源的样品中金属元素的含量有明显差异,其中尤以Fe、Zn、Mn和Mg含量差异最大,Cu和Ca的差异不明显....     

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。     

PHBV电纺纤维结构与形态的研究

利用电纺丝法制备了超细聚 β 羟基丁酸戊酸酯 (PHBV)纤维 ,通过扫描显微镜 (SEM)、差热分析(DSC)、宽角X射线衍射和偏振红外吸收光谱对产品进行了结构与形态的表征 .研究了纺丝过程中溶液浓度、电压和接收距离 3个参数对纤维形态的影响 .结果表明 ,溶液浓度是决定性的 ,只有高于一个定值才能获得单一的纤维产品 .与流延成型的PHBV相比 ,电纺丝具有较高的取向度和结晶度 .原因可能是 ,电场力下喷丝震荡过程中带来的拉伸作用从而引起分子链的规整排列     

微波等离子炬质谱负模式检测水中常见过渡金属离子

研究了负离子模式下锰、铁、钴、镍、铜和锌等常见过渡金属的微波等离子体炬(MPT)质谱特征,阐明了这些金属元素在MPT中形成阴离子的规律;初步得出饮用水中这些金属元素的最低检出限(LOD)均在约20μg/L量级,为实际检测这些金属元素奠定了基础.     

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。     

光谱法研究pH值对再生桑蚕丝素蛋白在水溶液中结构的影响

通过一系列光谱实验手段研究了再生桑蚕(Bombyx mori)丝素蛋白在水溶液中的构象转变情况. 由于丝素蛋白含有较多带电荷的氨基酸残基, 因此环境pH值对丝素蛋白的结构有着一定的影响: 酸性越强, 丝素蛋白越容易发生从无规线团到β-折叠结构转变; 相对而言, 碱性条件则更有利于丝素蛋白以无规线团结构稳定存在. 特别是当pH在4附近时, 丝素蛋白的无规结构最易发生改变; 而pH为6左右时, 丝素蛋白的结构则较为稳定. 这种变化趋势与沿着成熟蚕腺体中丝素蛋白所处的环境及其状态相当吻合, 由此表明pH值的调节是蚕在生物体中控制其丝素蛋白状态的一个相当重要的手段. 这一结果对人工纺制动物丝条件的调控有着极其重要的现实意义. 同时我们还发现, 在相当宽的pH范围内, 丝素蛋白的二级结构存在着中间体形态, 表明丝素蛋白的变性过程不符合简单的二态机制.     

Effect of metallic ions on silk formation in the Mulberry silkworm, Bombyx mori

A protein conformation transition from random coil and/or helical conformation to beta-sheet is known to be central to the process used by silk-spinning spiders and insects to convert concentrated protein solutions to tough insoluble threads. Several factors including pH, metallic ions, shear force, and/or elongational flow can initiate this transition in both spiders and silkworms. Here, we report the use of proton induced X-ray emission (PIXE), inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS) and atomic adsorption spectroscopy (AAS) to investigate the concentrations of six metal elements (Na, K, Mg, Ca, Cu, and Zn) at different stages in the silk secretory pathway in the Bombyx mori silkworm. We also report the use of Raman spectra to monitor the effects of these six metallic ions on the conformation transition of natural silk fibroin dope and concentrated regenerated silk fibroin solution at concentrations similar to the natural dope. The results showed that the metal element contents increased from the posterior part to the anterior part of silk gland with the exception of Ca which decreased significantly in the anterior part. We show that these changes in composition can be correlated with (i) the ability of Mg2+, Cu2+, and Zn2+ to induce the conformation transition of silk fibroin to beta-sheet, (ii) the effect of Ca2+ in forming a stable protein network (gel), and (iii) the ability of Na+ and K+ to break down the protein network.     

Silk protein production by the immobilized silk gland

The posterior silk glands of the silkworm, (itBombyx mori,) were immobilized in acrylamide gel. This immobilized organ produced silk protein in the presence of amino acids and energy sources. Amino acids began to be incorporated into the immobilized silk glands 2.5 h after incubation, and the incorporation continued for more than 20 h. The apparent lifetime of the posterior silk gland was remarkably elongated by the immobilization.     

pH值对丝素蛋白构象转变的影响

模仿家蚕吐丝过程中伴随丝素蛋白自然脱水的纤维化过程,研究了再生丝素蛋白在各种pH值的磷酸盐缓冲溶液体系中自然干燥脱水成膜后的构象转变.利用激光拉曼散射光谱及其二维相关光谱,定性分析了丝素蛋白酰胺区(1600～1700cm^-1)散射峰的相关组成及结构.在此基础上,利用¹³CCP-MAS固体核磁共振谱对丝素蛋白丙氨酸C_β峰(δ14.5～22)进行了解析拟合.从而确定了体系中与Silk及Silk构象相关的组成含量与pH值的关系.结果表明,pH=5.2的酸性溶液有利于蚕丝丝素蛋白从Silk向Silk构象转变,而中性与碱性溶液(pH=6.9和8.0)则对丝素蛋白的构象转变影响甚小.     

红外和拉曼光谱用于对丝蛋白构象的研究

动物丝纤维和相关丝蛋白材料的性能与丝蛋白本身的二级结构即构象密切相关。红外光谱和拉曼光谱是研究蛋白质构象的有力手段,因此在丝蛋白结构的研究中也有广泛的应用。本文综述了红外光谱和拉曼光谱在家蚕、野蚕(主要是柞蚕)和蜘蛛丝蛋白研究方面的应用,并对表征丝蛋白各种构象的红外和拉曼特征峰进行了较为全面的归纳总结。     

从天然动物丝到丝蛋白基材料的研究

作为具有优异综合力学性能的天然蛋白质纤维,丰产的动物丝特别是蚕丝长期伴随着人们的日常生活,近十余年来,各种具有特色的功能性丝蛋白基材料更是层出不穷.但在探索动物丝和丝蛋白基材料的过程中,动物丝纤维是经由蚕或蜘蛛等动物的纺器而纺制得到的简单事实往往被忽视;换言之,动物丝实际上是动物对丝蛋白进行体内“加工”后的产物,也是丝蛋白基材料中的一种.因此,天然动物丝中独特的各等级间构效关系与丝蛋白基材料的构效关系之间并不存在着必然的传承效应.本文着重介绍了我们在对动物丝和丝蛋白基材料探索中的经验和体会,即在强调以丝蛋白分子链结构与性能及其之间的关系为研究重点的基础上,从比较和发掘各种天然动物丝的特性入手,进而了解丝蛋白分子链在本体和溶液中的行为,并通过对动物丝蛋白分子链聚集态结构的调控,以达到设计制备一系列多形貌和多功能的动物丝蛋白基材料的目的.     

蚕丝中蛋白构象含量与其力学性质间的关系

丝蛋白 (Ｆｉｂｒｏｉｎ)是一种具有优异力学性能的天然有机高分子材料 ,蚕丝是最具代表性的一种 .它既有较高的强度 ,又有较强的韧性 ,其强度甚至超过钢丝 .但蚕丝具有如此优异力学性能的机理还不很清楚[1～ 3 ] .通常认为在丝蛋白中有 3种二级结构 (构象 ) ,即α 螺旋 (α ｈｅｌｉｘ) ,β 片层 ( β ｓｈｅｅｔ)和无规线团 (Ｒａｎｄｏｍｃｏｉｌ) [4,5] .α 螺旋是由链内氢键引起的蛋白结构 ,而 β 片层是由链间氢键引起的蛋白结构 .但有研究表明[3 ,6] ,丝蛋白中还存在另一种由 4个氨基酸残基组成的发夹式结构 :β 转角 ( β ｔｕｒｎ)…     

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.