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...     

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.     

羟丙基甲基纤维素诱导丝素蛋白的构象转变

制备了羟丙基甲基纤维素 (HPMC)和丝素蛋白 (SF)的共混膜 ,用FTIR ,XRD和DSC方法对共混膜的结构进行了表征 ,讨论了HPMC对SF的构象转变作用 ,结果表明 ,HPMC能够有效的诱导SF的构象转变 ,HPMC的比例是影响SF的构象转变程度的重要因素 .当混入 3%～ 10 %HPMC时 ,SF的构象存在由无规线团或SilkI向SilkII(β 折叠 )的转变 ,当加入 7%HPMC时 ,β 折叠构象的比例最大 .从红外分析可知 ,构象转变是由于适量的HPMC与SF混合形成了二者之间的分子间氢键所致 .对不同比例的共混膜测定其在水中的溶出率 ,结果显示当HPMC的比例为 7%时SF几乎不溶于水     

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。     

姜黄素抑制金属离子诱导的丝素蛋白构象转变及其作用机理

以丝素蛋白(SF)为神经退行性疾病相关蛋白的模型蛋白, 分析了姜黄素(Curcumin)对Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)离子诱导的丝素蛋白构象转变的干预作用及其作用机理, 试图探讨姜黄素在神经退行性疾病中的预防与治疗作用. 结果表明, 姜黄素可通过与Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)离子络合, 干预金属离子诱导的丝素蛋白构象转变, 并且所形成的络合物Cu(Ⅱ)-Curcumin可抑制丝素蛋白的构象转变, 但是Zn(Ⅱ)-Curcumin络合物不具有这种能力. 因此, 基于姜黄素对于金属离子诱导的丝素蛋白构象转变具有良好的干预作用, 可以将姜黄素作为神经退行性疾病预防和治疗的潜在候选药物.     

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。     

光谱法研究钙离子对丝素蛋白溶解过程中结构的影响

为研究丝素蛋白在氯化钙溶液溶解过程中结构的阶段性变化特征,通过荧光光谱、紫外可见吸收光谱和拉曼光谱技术探讨了不同溶解时间下钙离子对丝素蛋白结构的影响情况。结果表明,在90℃左右,丝素蛋白与氯化钙溶液(Ca Cl2∶H2O=111∶180,质量比)作用0~30 min的时间段内,随着溶解时间的延长,钙离子逐渐渗透到丝素蛋白分子中,与丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)侧链羟基进行配位而形成螯合物,丝素蛋白逐渐溶胀,分子结构变得松弛,埋藏在非结晶区内的色氨酸(Trp)和Tyr也逐渐暴露出来,分子构象由β-折叠向α-螺旋或无规线团转变。此外,外源性荧光探针(ANS)的结果表明,随着溶解时间的延长,丝素蛋白中的疏水性基团逐渐暴露于溶液中。电镜结果表明,丝素蛋白在氯化钙溶液的作用下逐渐由带状转变为片层状,最终呈球状结构。这些结果对调控丝素蛋白在氯化钙溶液中的溶解过程有着较为重要的现实意义。     

丝素蛋白纤维的接枝聚合Ⅲ．丝素蛋白纤维的接枝聚合染色

本文提出了通过接枝聚合物将丝素蛋白纤维的染色的设想：在染料分子上引入丙烯酰基，然后将其接枝到丝素蛋白纤维表面。将2－羟基－4－丙烯酰氧二苯酮（HAOBP），1－羟基－2－丙烯酰氧蒽醌（HAOAQ）和1，5，8－三羟基－2－丙烯酰氧蒽醌（THAOAQ）等三种染料，分别用无引发剂存在下的接枝聚合法接枝到丝素蛋白纤维表面，使丝素蛋白纤维分别染成了浅黄、浅红和浅紫三种颜色。这样染色了的丝素蛋白纤维在浓酸或浓碱溶液中回流，未发生任何裉色现象，并且其热稳定性和紫外稳定性也得到了显著的改善。力学性能未下降。采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与染料单体共同进行接枝聚合染色，可以提高丝素蛋白纤维的光泽度，并可将接枝整理和染色两道工序合而为一。HAOBP、HAOAQ和THAOAQ在丝素蛋白纤维上的接枝率（mol单体／g丝），具有如下顺序，HAOBP＞HAOAQ＜THAOAQ。该顺序与它们的亲水性顺序恰好相反，这一结果支持了Imoto等人的无引发剂存在下的接枝聚合发生在丝素蛋白纤维的疏水区域的观点。     

由分子间氢键导致的丝素构象转变的FT-IR研究

用FT－IR研究发现，在丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物（PANMA）与聚L-丙氨酸（PLAL）的共混体系中，丝素（SF）与PANMA的共混体系及SF与聚丙烯酸钠（NA）的共混体系中，含有羰基或其它极性基团的高分子与SF形成强弱不等的氢键．由于氢键的形成,使SF分子不得不调整自身的构象，从而引起其构象转变．讨论了可能的分子间氢键的结构．     

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.     

静电纺制备丝素蛋白纳米纤维及其复合纳米纤维的研究进展

将生物材料通过静电纺丝制备成的纳米纤维,具有比表面积大、空隙率高、生物相容性好等优点,因此得到广泛研究。本文主要综述了近年来国内外静电纺丝制备丝素蛋白纳米纤维的研究现状,重点介绍了采用不同溶剂制备的纯丝素蛋白纳米纤维和丝素蛋白与其它材料复合制备的丝素蛋白复合纳米纤维,并展望丝素蛋白纳米纤维潜在的应用前景。     

天然蚕丝丝素蛋白的乳化活性

采用不同油相制备了系列丝素蛋白乳液, 研究了丝素蛋白浓度、 油相体积分数和油相极性对丝素蛋白的乳化活性指数、 丝素蛋白乳液的稳定性和类型及乳液液滴的微观形态、 粒径与zeta电位的影响, 探讨了丝素蛋白的乳化活性和乳液稳定机制. 结果表明, 丝素蛋白具有两亲性和表面活性, 可在油水界面富集并形成稳定的黏弹性保护膜; 丝素蛋白的乳化活性随其浓度的增大而减小, 随油相体积分数的增大而增大; 丝素蛋白浓度和油相体积分数的增加可提高稳定乳液体积分数.     

蚕丝蛋白的结构和功能

较为全面地综述了最近几十年国内外关于蚕丝蛋白的组成，结构，性能及其应用的研究和作者课题组十几年在蚕丝蛋白方面的工作。     

Effect of Silk Fibroin Reinforcement on the Properties of Potato Starch-Polyvinyl Alcohol Blend Films

Starch and polyvinyl alcohol composite films, reinforced with raw and methylmethacrylate-grafted silk fibroin particles, were prepared by the solution-casting method on leveled plates. Silk fibroin was used as reinforcement for starch and polyvinyl alcohol (St/PVA) blends in order to improve their mechanical and water-resistance properties. The composites were plasticized with citric acid and cross-linked with gluteraldehyde. The reinforced films showed an increase in tensile strength with decrease in elongation at break. The optimized samples were characterized by scanning electron microscopy and were studied for their antibacterial properties. The biodegradable behavior was studied by the soil burial method.