亲水性丝素蛋白自组装行为的研究

发布时间：2021-03-28 13:35

　　丝素蛋白（SF）溶液是一种半稳定胶体溶液体系。在水化层的保护和胶粒间静电排斥作用下,丝素蛋白胶粒间难以产生有效碰撞和聚集,从而能较长时间保持溶胶状态。本文从嵌段高分子亲疏水性角度出发,通过浸泡萃取不同聚集态结构SF固化物的方法,获得两种不同亲水性/极性的丝素蛋白肽段（HSF）。这两种HSF相比原SF具有更多亲水嵌段,水相环境下具有较为伸展的分子构象,促使疏水嵌段暴露于水相环境,从而易于实现不同胶粒间疏水链段的聚集与自组装。将20～25℃、65～70%相对湿度下干燥固化的SF浸泡于纯水中浸出萃取获得HSF1,质量溶出率为10～15%。HSF1（0.5%,w/v）可于37℃环境下在4h内实现凝胶化,形成由多元片层构成的亚微观3D凝胶骨架。凝胶动力学分析发现HSF1自组装凝胶化具有一定的温度适应性,在25～50℃的组装速率较快。粘弹性测试表明,所形成的HSF1凝胶可于循环机械剪切-静置的作用下实现溶胶和凝胶可逆转变。CD、FTIR、XRD以及内源荧光等测试发现,HSF1在实现液相环境下的自组装凝胶化过程中伴随着显著的无规卷曲分子构象（无定形聚集态）向β-折叠分子构象（Silk Ⅱ结晶）的转变... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２家蚕丝素蛋白Ｈ链中亲疏水链段分布［３７—３８】??根据丝素Ｈ链的氨基酸残基排列顺序可将其分为十一个结晶区、十一个非晶区??

丝素蛋白的自组装结晶行为受环境影响，所形成的结晶通常有两种，即ｓｉｌｋ?Ｉ和??ｓｉｌｋ?ＩＩ。Ｓｉｌｋ?Ｉ型结晶是一种半稳定结晶，其中分子链以曲柄型构象状态相互堆积。通??常，初始再生丝蛋白溶液在室温下易先形成ｓｉｌｋ?Ｉ型结晶以及无定型状态的固化物［３９］。??该状态丝素蛋白可通过高温、高湿、机械作用或者醇溶液的浸泡等诱导作用，向更稳??定的ｓｉｌｋ?ＩＩ型结晶转化。Ｓｉｌｋ?ＩＩ型结晶的丝素蛋白中分子链以反平行Ｐ－折叠构象存在，??内含高密度规整的氢键。疏水性的（３－折叠片层结构相互堆积即为ｓｉｌｋ?［Ｉ型结晶。学者??认为１３９］，高含量的ｓｉｌｋ?ＩＩ型结晶嵌合在无定型的分子链段中是产生高强度、高延展性??丝素蛋白纤维的关键１４（Ｍ４］。??２．２丝素蛋白自组装生物材料的制备??近几十年来，丝素蛋白因其良好的生物相容性、优异的物理机械性能、可生物降??解且降解产物为人体可吸收的氨基酸等优势，备受生物材料领域的青睐。此外，丝素??蛋白来源广泛，再生加工可操作性强，可被制成各种各样的生物工程材料，如膜材、??

分子热动力、亲疏水性、静电作用、物质浓度等环境因素的影响。在丝素蛋白胶体溶??液中，丝素蛋白中的疏水链段趋于排列在胶粒内部，而亲水链段趋于分布于胶粒表面??和水分子相互作用形成稳定水化层（图１－４）。由于胶粒的布朗运动以及丝素胶粒表??面负电荷，因此在布朗运动与静电排斥作用下，胶粒趋于线性排列使得静电排斥作用??弱。最后，在分子热运动下各胶粒内部疏水链段产生相互聚集并紧密堆积，形成由疏??水（３－折叠片层结构在内，亲水性丝蛋白链段分布在外的丝素蛋白纳米纤维。??＇?．＾?ｆｎａＴ??Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ｂｌｏｃｋｓ?意’鲁??Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ?ｂｌｏｃｋｓ?２０－２００ｎｍ?＼??＃?１０－６０ｎｍ??图１－５丝素蛋白胶体溶液中纳米纤维化进程［２９］??１０??


本文编号：3105652