本文關(guān)鍵詞：再生絲素蛋白自組裝分子機(jī)理及影響因素探究

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【摘要】：蠶絲因其優(yōu)異的力學(xué)性能、低成本以及良好的生物相容性與可降解性等優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，如組織工程、藥物緩釋、生物傳感器等。絲素蛋白是組成蠶絲的最主要的蛋白質(zhì)，絲素蛋白獨特的氨基酸序列組合是蠶絲具有諸多優(yōu)異性能的關(guān)鍵因素。獨特的氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)杷缘挠行蚺帕惺蛊淠軌虬l(fā)生自組裝，研究絲素蛋白自組裝機(jī)理對于理解絲素蛋白和絲素蛋白基生物材料結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系具有重要指導(dǎo)意義。再生絲素蛋白具有同絲素蛋白極為相似的組成結(jié)構(gòu)，，是一種理想的體外試驗材料。 本研究中，以廠絲為原料通過脫膠、溶絲、透析等過程制備了再生絲素蛋白溶液，配制了不同濃度的再生絲素蛋白水溶液，利用原子力顯微鏡（AFM）和傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）觀察經(jīng)過不同孵育時間后絲素蛋白樣品的表面形貌及二級結(jié)構(gòu)，進(jìn)而探究不同濃度下再生絲素蛋白的自組裝過程。結(jié)果表明：溶液濃度對再生絲素蛋白自組裝有明顯影響，在較高濃度下，再生絲素蛋白從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)）向納米膠粒（反平行β-折疊結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)化，在較低濃度下，再生絲素蛋白從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)）向納米纖維（反平行β-折疊結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)化，納米膠粒的形成遵循成核依賴聚合機(jī)制，納米纖維形成遵循膠粒介導(dǎo)納米纖維形成機(jī)制。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化時間隨著濃度降低而變短。此外，在高濃度下，再生絲素蛋白水溶液更容易形成凝膠。 隨后進(jìn)一步探究了組成絲素蛋白的單元序列對于其自組裝行為的影響，選擇了絲素蛋白相關(guān)短肽4種：GAGAGS(GS6)、GAGAGY(GY6)、GAGAGVGY (GY8)、GAGAGSGAAS (GS10)，通過AFM、FT-IR、SEM及CD等手段研究了再生絲素蛋白和絲素蛋白相關(guān)短肽在不同濃度下經(jīng)過不同孵育時間后的自組裝變化。在相對高濃度下，GS6和GS10表面從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)）向納米纖維（反平行β-折疊結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)變，GY8從無規(guī)聚集態(tài)（無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)）向納米層狀結(jié)構(gòu)特征（反平行β-折疊結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)變。相對較低濃度下，GS6、GS10以及GY8原初纖維特征高度從0.8±0.1nm（無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)）降低到0.6±0.1nm（反平行β-折疊結(jié)構(gòu)），而GY6在相對高濃度和低濃度下都未發(fā)生結(jié)構(gòu)或形貌變化。再生絲素蛋白與絲素蛋白相關(guān)短肽的二級結(jié)構(gòu)和形貌的轉(zhuǎn)變時間情況為：RSF GS6GS10GY8GY6，由此推測單元序列對于絲素蛋白自組裝成β-折疊結(jié)構(gòu)的影響程度為：GS6GS10GY8GY6。 研究結(jié)果為理解絲素蛋白自組裝機(jī)理提供了實驗依據(jù)，并可為設(shè)計和合成具有特定功能的絲素蛋白基生物材料提供理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：絲素蛋白 分子自組裝 單元序列 原子力顯微鏡 傅里葉變換紅外光譜
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-11
• 第一章 緒論11-28
• 1.1 絲素蛋白研究近況11-22
• 1.1.1 蠶絲結(jié)構(gòu)與組成11-16
• 1.1.2 絲素蛋白構(gòu)象與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)16-18
• 1.1.3 絲素蛋白分子自組裝及其機(jī)理研究進(jìn)展18-22
• 1.2 研究技術(shù)探討22-26
• 1.2.1 原子力顯微鏡技術(shù)22-25
• 1.2.2 傅里葉紅外光譜技術(shù)25-26
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容及意義26-28
• 第二章 再生絲素蛋白自組裝分子機(jī)理探究28-39
• 2.1 實驗概述28
• 2.2 材料與方法28-31
• 2.2.1 材料28
• 2.2.2 再生絲素蛋白水溶液制備28-30
• 2.2.3 傅里葉紅外光譜測試30
• 2.2.4 原子力顯微鏡測試30-31
• 2.3 實驗結(jié)果與分析31-37
• 2.3.1 不同濃度水溶液中再生絲素蛋白二級結(jié)構(gòu)變化31-34
• 2.3.2 不同濃度水溶液中再生絲素蛋白的表面形貌變化34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第三章 單元序列對于絲素蛋白自組裝的影響39-62
• 3.1 實驗概述39
• 3.2 材料與方法39-42
• 3.2.1 材料39-40
• 3.2.2 再生絲素蛋白水溶液制備40-41
• 3.2.3 傅里葉紅外光譜測試41-42
• 3.2.4 原子力顯微鏡測試42
• 3.2.5 掃描電子顯微鏡分析42
• 3.2.6 圓二色譜測試分析42
• 3.3 實驗結(jié)果與分析42-61
• 3.3.1 再生絲素蛋白與絲素蛋白相關(guān)短肽在水溶液中的二級結(jié)構(gòu)變化42-50
• 3.3.2 高濃度水溶液中再生絲素蛋白和絲素蛋白相關(guān)短肽的表面形貌變化50-54
• 3.3.3 低濃度水溶液中再生絲素蛋白與絲素蛋白相關(guān)短肽的表面形貌變化54-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 第四章 總結(jié)62-65
• 4.1 全文小結(jié)62-63
• 4.2 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間成果77-80
• 附件80

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 毛翠萍;納米功能化蠶絲織物的制備及其在可穿戴領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2016年

本文編號：1011781