類貝殼珍珠層蛋白重組設(shè)計(jì)及其對碳酸鈣礦化的研究.pdf

1、貝殼珍珠層作為一種典型的生物礦物而備受關(guān)注，它是一種天然的有機(jī)無機(jī)層狀復(fù)合材料，獨(dú)特的多尺度組裝結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的機(jī)械性能。珍珠層中無機(jī)相約占總重量的95％，其余的為有機(jī)相主要由三種生物大分子組成：不可溶的多糖幾丁質(zhì)、類似蠶絲蛋白結(jié)構(gòu)的蛋白、富含天冬氨酸等酸性氨基酸的可溶蛋白。貝殼珍珠層的形成與碳酸鈣結(jié)晶過程中的有機(jī)物大分子密切相關(guān)，因此研究與礦化相關(guān)有機(jī)物的作用對于理解整個礦化過程是非常重要的。
　　本文從貝殼珍珠層有機(jī)質(zhì)的組成角

2、度出發(fā)，合成一個類似珍珠層有機(jī)質(zhì)組成的重組蛋白，通過該蛋白指導(dǎo)碳酸鈣礦化進(jìn)而理解珍珠層的礦化機(jī)制。該蛋白命名為CCaS，CCaS是由幾丁質(zhì)結(jié)合區(qū)域(chitin domain-C)、鈣離子結(jié)合區(qū)域(calcium ion binding region-Ca)、蠶絲蛋白重復(fù)序列(silk protein repeat
　　segments-S)三段組成，其中幾丁質(zhì)結(jié)合區(qū)域來源于載體質(zhì)粒PTWIN1上的幾丁質(zhì)結(jié)合區(qū)域（chitin b

3、inding domain-CBD）。通過酶切、連接反應(yīng)將設(shè)計(jì)基因片段插入到PTWIN1上的CBD序列后面，表達(dá)獲得重組蛋白CCaS并且在低溫下進(jìn)行純化，用鹽酸胍洗脫重組蛋白，再通過梯度透析使蛋白復(fù)性。最后通過吸附實(shí)驗(yàn)和鈣離子結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證重組蛋白是否復(fù)性。
　　將幾丁質(zhì)樹脂與適量蛋白溶液混合均勻，4℃過夜結(jié)合，然后將吸附有蛋白的幾丁質(zhì)加入到礦化溶液中，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)溫度下靜置。本實(shí)驗(yàn)研究了不同礦化時間、礦化溫度、礦化起始pH對礦化結(jié)果