毕业设计开题报告
纺织工程
蜘蛛丝蛋白/聚吡咯复合纤维膜细胞相容性研究
一、选题的背景、意义
组织工程材料是当前生命科学和材料科学共同的前沿研究热点之一。目前已经开发应用于组织工程等生物医学领域的生物相容性高分子材料主要有胶原蛋白、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等，但大多数这类材料的原创性研究工作属于国外。我国是一个人口大国，因创伤和疾病造成的组织、器官丧失或功能障碍病例居世界各国之首，每年仅因烧伤需进行皮肤移植的患者就达百万之多。因此，积极寻找合适的原料，研制具有我国自主知识产权的生物材料，对于减小我国组织工程支架等生物材料对国外的依赖性，培育新的高新技术产业和实现国民经济的可持续发展具有重要意义。
研究者一直在寻找具有良好的生物相容性的支架材料以应用于细胞培养中，以及研究支架材料在细胞培养中的各项性能指标以及实验环境对细胞培养的影响，了解细胞在支架材料上的生长情况，以便更好的应用在临床中[1]。而导电支架细胞培养技术发展迅速，是近年来研究的热点。本文主要选择蜘蛛丝蛋白和聚吡咯复合制得的支架材料，将细胞培养在带电的支架材料上，重点研究培养过程中支架材料的性质、电刺激的电流强度及电刺激的时间长短对细胞再生的影响。
二、相关研究的最新成果及动态
2.1 蜘蛛丝蛋白的概况和研究现状
2.1.1蜘蛛丝蛋白的概况
蜘蛛丝的主要成份为蛋白质，如所有的蛋白质纤维一样，其组成长链蛋白质的单元为带不同侧链R的酰胺结构，同尼龙2结构相似[2]。蜘蛛丝的氨基酸的摩尔分数和氨基酸的主链序列与天然聚肽如蚕丝、羊毛和人头发有很大的差异。这种差异和组成取决于蜘蛛的种类、食物、气候及其它因素。不同蜘蛛丝所含的氨基酸种类差异不大，为十七种左右，各种氨基酸的含量也因蜘蛛的种类不同而有一定的差异。它们的共同点为具有小侧链的氨基酸如甘氨酸和丙氨酸的含量丰富，十字圆蛛和大腹圆蛛的这两者含量之和分别达到59.6％和53.2%与蚕丝的含量74.0％相比较就显得较低[3]。
蜘蛛丝是一种特殊的蛋白纤维，它具有很高的强度、弹性、柔韧性、伸长度和抗断裂功能，
以及轻盈、较耐紫外线、生物可降解等优点，作为一种新兴的功能材料具有得天独厚的条件，是其他纤维材料无法比拟的，可以作为高性能的生物材料如人造肌腱、人工韧带、人工器官、组织修复等组织工程新材料，正逐步受到生物学、医学、材料科学等学科领域研究者的重视，具有十分诱人的应用前景。
2.1.2 蜘蛛丝蛋白的研究现状
组织工程的核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体，材料在组织工程中起关键作用，成为组织工程研究的一个主流。生物材料的研究经历了第一代惰性材料，第二代具有活性或具有降解性质的材料，现已发展到兼有可降解和生物活性的第三代生物材料[4]。人们开始从生命科学的角度研究和设计生物材料，注重材料与细胞的相互作用，改变以往采用惰性材料的作法，将生物的某些功能引入材料。丝蛋白纤维材料因具有良好的生物相容性、生物可降解性、细胞粘附活性和独特的机械特性，以及其本质是蛋白质的结构特点，使丝蛋白纤维(膜)在生物医学领域得以广泛的应用，成为在组织工程领域人们重新感兴趣的一类特殊的生物材料。
苏州大学的刘敏[5]等人对过对大腹园蛛主腺体内丝蛋白分子量和基酸组成的测定和分析，研究表明蜘蛛主腺体丝蛋白的氨基酸组成以甘氨酸、氨酸和谷氨酸为主，同时含有较多的脯氨酸和酪氨酸，与牵引丝的组成有一定差异；丝蛋白中甘氨酸、脯氨酸的含量比丝纤维中的含量更高，而丙氨酸的含则低于丝纤维，牵引丝纤维中丝氨酸的含量高于其在腺体内丝蛋白中的含量，且成丝后小侧链氨基酸含量增加，酸性氨基酸含量减少。
L0mbardi&Kap[6]的研究表明蛛丝纤维不溶于水、稀酸或稀碱、尿素和大多数有机溶剂，同时它们对大多数蛋白酶也具有相当强的抵抗力。另外，Melloml等[18]的研究也表明蛛丝纤维能溶于高浓度的盐溶液如溴化锂、硫氰酸锂、氯化钙以及其他钙盐。
Min[7]等人将人体角化细胞和纤维原细胞种植在静电纺丝制得的蜘蛛丝纤维毡上，在实验室条件下培养了7天，用SEM观察纤维毡上的细胞形态，3天后发现细胞已经在丝素纤维表面黏附、繁殖，并开始通过纤维表面孔隙迁移，进入支架内部；与此同时，这些细胞与周围纤维相互融合，保持表型并按纤维的取向方向生长，形成一个三维的纳米纤维网状结构。
Jim[8]等人也对人骨髓干细胞在静电纺丝素纤维中的生长进行了研究，他们将细胞种植在由丝素和PEO共混后静电纺制备的纤维毡上，培养7天后，用SEM观察后发现，这种与细胞外基质结构相似的纳米纤维毡促进了细胞的黏附和增殖，有很好的生物相容性，可作为生物支架材料使用。
同时对蛛丝作为生物材料的研究报道较少，英文文献报道了用蛛丝包卵丝制备用于软骨生长的多孔3D支架[9]和用蛛丝弹性蛋白制备培养盘包被材料培养软骨细胞的研究[10]，此外Vollrath F
等[11]利用哺乳动物伤口讨论天然蛛丝的组织相容性；而国内以蛛丝蛋白为材料制备组织工程材料除陈登龙关于RGD-重组蛛丝蛋白复合支架材料的研制[12]也未见相关报道。
2.2 聚吡咯
2.2.1 聚吡咯的研究进展
有吡咯黑之称的聚吡咯粉末早在1916年就已合成出来，1968年Dallolio用电化学方法制备出了聚吡咯，电导为8/cm，自Diaz等报道了含有1%乙腈溶液中制备出金属电导的、热稳定的聚吡咯以来[13]由于聚吡咯制备工艺相对简单，易于合成出各种各样的衍生物、共聚物和复合材料以得到较宽范围的电导率及其它特殊性能的材料，因此对聚吡咯的研究日益增多。
2.2.2 聚吡咯的生物相容性
导电高分子的表面特性，如电荷密度和可润湿性等，可在电势存在下发生可逆性变化。电荷密度和湿润性等表面特性，在蛋白吸收和细胞-底物相互作用中发挥着关键作用。因此，PPy是组织工程中一种重要的备选材料。而导电PPy制成的执行元件可在水溶液中工作，在生理环境具有应用前景。
吴坚等[ 14 ]用化学合成的PPy粉末提取液，进行了急性和亚急性毒性试验、热源实验、MTT、溶血实验、过敏实验、微核试验、皮肤刺激试验和眼结膜刺激试验，结果显示PPy是无毒、无致病原、不引起溶血和过敏、也无致突变和刺激作用的材料，具有良好的生物安全性。
2.2.3 聚吡咯在组织工程中的应用研究
Guido in[15]等报告了有关聚吡咯膜在组织工程中的应用实验。用编织聚酯制成小直径的管, 在上面用聚吡咯包被, 然后移植到小鼠的体内, 观察体内的反应以及血管上皮细胞在其上的增长情况。磁共振研究和生物学研究显示, 电阻率较高的聚吡咯复合材料在整个移植过程中引发的组织反应最低, 这和它在体外试验结果一致。
Schmidt[16]以聚乳酸2羟基乙酸共聚物(PLGA )做支持物, 将较薄的聚吡咯植入老鼠体内,14 周后,PLGA已被降解, 聚吡咯没有变化, 没有负性组织增生和炎症的反应。她又尝试将ECM 中的一种——透明质酸掺杂到聚吡咯中合成新的复合物[17] (聚吡咯-HA )。这种复合物在体内起促进血管生成的作用。聚吡咯-HA 在那些既能从电刺激中得到好处又需要增强血管生成作用的组织工程和伤愈应用中是很好的候选物。聚吡咯是一种适合做组织生长支架的聚合物,可以用于刺激神经细胞、骨细胞再生、血管移值以及体外肝脏的培植等组织工程学领域。聚吡咯用于伤愈再生和组织工程的优点是:
(1)加电的区域定位准确；
(2)聚吡咯便宜且易于合成, 通过加入不同的掺杂分子以及加电与否, 可以获得不同的表面特性, 使得在同一表面不同区域获得与细胞粘连和不粘连的表面格局成为可能。从而在同一表面可获得清晰分界的不同生长阶段的细胞；
(3) 基质类似物和生长因子可以偶联到聚吡咯载体上并依次释放, 给神经甚至骨的再生提供多种刺激。
2.3 支架材料研究现状及发展趋势
2.3.1 支架材料在组织工程中的作用
在组织工程中，种子细胞、可降解的支架材料以及细胞生长调节因子并称为组织工程的三大基本要素，构建组织工程化人体组织或器官涉及种子细胞在生物反应器中大规模培养、扩增，生物力学信号施加和化学信使(生长因子或细胞因子)的控制释放等关键技术。其中，支架材料在组织工程研究中起中心作用，它不仅为特定的细胞提供结构支撑作用，而且还起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构。支架材料在组织工程中的具体作用主要如下[18]：
(1)支架材料的结构和形貌控制再生组织的结构、尺寸和形貌，作为连接细胞和组织的框架，引导组织生长成特定形态；
(2)作为信号分子的载体，将信号分子运送到缺损部位，并作为缓释体使诱导因子缓慢发挥作用，为工程化的组织提供一个赖以存在的空间，引导组织的再生和成长；
(3)作为组织繁殖分化和新陈代谢的场所，为细胞生长输送营养、排除废物；
(4)支架表面特殊位点与组织起特异性反应，对不同类型细胞起“身份鉴别”及选择粘附的作用；
(5)起到机械支撑作用，可以抵抗外来的压力，并维持组织原有的形状和组织的完整性；
(6)支架材料还可以作为活性因子的载体，用来承载一些生物活性物质，如生长因子，为细胞的生长、分化和增殖提供养分。
2.3.2 支架材料及发展
生物材料的发展经历了以下3个阶段：(1)沿用通用高分子材料。如涤纶Dacron用于血管移植物，醋酸纤维酯用做血液透析膜等，但此类材料存在生物相容性问题。(2)应用生物医用高分子材料即生物相容性材料。美国食品药品管理署(FDA)已批准聚乳酸(PLA)、聚乙醇酯(FGA)及其共聚物(PLGA)和医用聚氨酯p功等应用于医药装置。(3)细胞特异性材料。随着组织工程的发展，对相关生物材料提出新的挑战，除了生物安全性和生物相容性外，还希望植入的生物材料装置不为免疫系统排斥而且更能产生所期望的宿主响应：将生物材料推向第三阶段。其研究和开发有赖于
从细胞、分子乃至基因水平深入了解宿主．生物材料之间的相互作用。正如1998年11月美国当代生物材料相关会议的共识：以往生物材料的研究和开发大多从材料的化学性质、物理性能及其加工方法方面构思，而未从细胞和分子水平进行生物材料设计[19]。
生物材料的研究对组织工程的研究是至关紧要的。虽然许多生物材料都可介导细胞的生长，然而，由于体内的组织生长再生包括骨、神经、血管等的介导生长或角膜上皮细胞的生长等过程，这就要求细胞接受更多的特异性指令。因此理想的组织工程支架材料必须能与细胞所表达的特异性粘附与生长因子受体相互作用，并能引导这些细胞迁移至受损部位且促进它们的生长和分化；此外，在组织修复的过程中，支架还必须能在细胞所分泌的基质重构酶的作用下逐渐降解[20]。因此，随着组织工程研究的深入，对于支架用生物材料的要求也更高了。为使组织工程支架用的生物材料具有生物功能化的特点，以及对生物信号作出反应，一般可通过在材料中引入细胞粘附肽段和蛋白酶来对材料进行仿生化设计，使之达到材料生物功能化的目的。
支架材料是组织工程技术成功的关键，支架材料表面的空间拓扑结构，尤其是材料表面的粗糙程度、微观形貌结构、立体结构、孔隙的大小及分布等均对细胞的形态、粘附、生长及功能有重要影响，其中纳米高分子支架材料有利于细胞粘附、定位、增殖和分化，使其在组织工程领域具有诱人的应用前景，已成为当今组织工程的研究热点。由静电纺丝制得的纤维具有纤维纤度细、表面积大、孔隙率高的形态特点而可作为细胞生长的多孔支架，促进细胞的迁移和增殖广泛用作组织工程及生物医学工程材料。但静电纺丝技术目前仅停留在实验室阶段、静电纺丝产量很低，还有许多理论和技术问题需要进一步研究。相信随着研究工作的逐步开展和不断深入，静电纺丝将成为纳米高分子支架最重要的加工方法之一。
2.4 电刺激
2.4.1 电刺激的发展
1953年Yasuda[21]报告了骨的压电性能，并经实验证明1uA的恒流直流电可刺激兔股骨新骨形成后，人们才初步认识到了骨的机电效应在骨生长修复及重建过程中的作用。到了20世纪60 年代初,Bassett[22]等在测量湿骨机电效应的过程中,发现在骨悬梁实验中,梁的压缩侧和拉伸侧分别为负电位和正电位。此后他们的进一步实验结果还表明微安级电流诱导就能够加速新骨的形成,且形成的新骨位于阴极附近。他们认为负电荷能引起骨生长,正电荷可以引起骨吸收。Friedenberg[23]（1971）报道了现代第一例直流电刺激治疗骨不连接病人。从70年代后期开始,人们对电刺激促进组织的再生作用进行了大量的基础和临床研究,希望通过电刺激方法促进神经损伤后功能的恢复,减轻后遗症状的发生,并取得了很大的进展。
膜结构中含有蛋白质早已证实，但有兴趣的问题是膜中蛋白质究以何种形式存在。70年代以前，多数人主张蛋白质是平铺在脂质双分子层的内外两侧，后来证明，蛋白质分子是以а-螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的脂质双分子层中。膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：有些蛋白质以其肽链中带电的氨基酸或基团，与两侧的脂质极性基团相互吸引，使蛋白质分子像是附着在膜的表面。这称为表面蛋白质；有些蛋白质分子的肽链则可以一次或反复多次贯穿整个脂质双分子层，两端露出在膜的两侧，这称为结合蛋白质。在用分子生物学技术确定了一个蛋白质分子或其中亚单位的一级结构、即肽链中不同氨基酸的排列顺序后，发现所有结合蛋白质的肽链中都有一个或数个主要由20-30个疏水性氨基酸组成的片段。这些氨基酸又由于所含基团之间的吸引而形成а-螺旋，即这段肽链沿一条轴线盘旋，形成每一圈约含3.6个氨基酸残基的螺旋，螺旋的长度大致相当于膜的厚度，因而推测这些疏水的а螺旋可能就是肽链贯穿膜的部分，它的疏水性正好同膜内疏水性烃基相吸引。这样，肽链中有几个疏水性а-螺旋，就可能几次贯穿膜结构；相邻的а-螺旋则以位于膜外侧和内侧的不同长度的直肽链连接。膜结构中的蛋白质，具有不同的分子结构和功能。生物膜所具有的各种功能，在很大程度上决定于膜所含的蛋白质；细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换，大都与细胞膜上的蛋白质分子有关。由于脂质分子层是液态的，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可移动的，即蛋白质分子可以在膜脂分子间横向漂浮移位；不同细胞膜中的不同蛋白质分子的移动和所在位置，存在着精细的调控机制。例如，骨骼肌细胞膜中与神经肌肉间信息传递有关的通道蛋白质分子，通常都集中在肌细胞膜与神经未梢分布相对应的那些部分；而在肾小管和消化管上皮细胞，与管腔相对的膜和其余部分的膜中所含的蛋白质种类大不相同，说明各种功能蛋白质分子并不都能在所在的细胞膜中自由移动和随机分布，而实际存在着的有区域特性的分布，显然同蛋白质完成其特殊功能有关。膜内侧的细胞骨架可能对某种蛋白质分子局限在膜的某一特殊部分起着重要作用。
《生物化学》课程论文 姓名：曹SS 学号：11310300SS 专业：SS教育 成绩： SS学院生命科学学院 2015年 1 月 1 日
文献综述 蛋白质结构与功能的研究进展 学生：曹SS 指导老师：杜SS 【摘要】人类基因组计划即将完成。虽然基因组的序列作为信息库拥有大量的、重要的生物信息资源，但并不是基因本身,而是基因组所编码的蛋白质才能够直接参与和指导绝大多数的生物学过程。毫无疑问，只有阐明蛋白质的作用机理，才能够真正理解基因的功能。蛋白质结构与功能关系的揭示将有助于人类对于如生殖、发育、疾病等生命活动的基本机理的了解。同时，将对于人类疾病的防治和药物的发明具有重要的指导意义。 【关键词】蛋白质；结构；功能 1.引言 在人类进人21世纪新纪元之际,生命科学也迎来一个崭新的时代,即“后基因组时代(Post一genome era)”。在这一时代中,生命科学的中心任务是揭示基因组及其所包含的全部基因的功能,并在此基础上阐明遗传、发育、进化、功能调控等基本生物学问题,以及进一步解决与医学、环境保护、农业密切相关的问题。由于基因的功能最终总是通过其表达产物—蛋白质来实现的,因此,要了解基因组全部功能活动,最终也必须回到蛋白质分子上来。现已知道,以蛋白质为主体的生物大分子的功能主要决定于它们的三维结构,所以也有人认为当代生物学研究已经进人了“结构基因组时代(structural genomics era)”。目前,我们还不可能只用基因组DNA的一维序列去确定生命活动的机理(mechanism)和途径(path-way),也难以仅用基因的信息去解释疾病发生与发展的分子机理。显然,在人类基因组之后的时代,在有关生命活动整合知识的指导下,以蛋白质及其复合物、组装体为主体的生物大分子的精细三维结构及其在分子、亚细胞、细胞和整体水平上的生物学功能的研究是生命科学的重大前沿课题,也是当前生物学领域中最具有挑战性的任务之一,在后基因组时代生物学发展中处于战略性的关键地位。因此,在从现在到今后的5到15年中,我国在重点基础研究发展的战略性规划中,不失时机地组织精干的结构生物学研究队伍,开展对重要功能基因表达产物—蛋白质及其复合物、组装体的结构与功能的研究具有重要的科学意义,是推动我国生物学研究在21世纪生物学领域占据一席之地的必要措施[1]。 另外，以蛋白质为主体的生物大分子及其复合物和组装体三维结构与功能关系研究是生
4.5 蜘蛛丝里有学问 你听说过用一小束细丝就能把小型飞机吊起来的事吗?这种丝就是我们许多人都看见过的蜘蛛丝。 曾经有人做过试验，发现扯断蜘蛛丝所需的力，比扯断同样粗细的钢丝所需的力足足大上100倍。通过对蜘蛛丝研究，还发现蜘蛛丝在目前已知的所有的高强度纤维里，是最柔软的，重量也最轻。 蜘蛛丝是由蛋白质分子构成的，因此，它和人体有生物的亲和性，可被微生物所分解，也有一定的吸湿性能，用它做的防弹衣将是世界上最坚固而又最轻柔、最舒适的防弹衣了。 据英国《每日邮报》报道，坚韧如钢、交错如织的蛛网无疑是大自然的神奇造物，富有弹性的蛛网甚至能抵御飓风的侵袭。日前，美国的科学家们正试图揭示蛛网的奥秘，希望能将其用于未来的建筑设计或耐用材料的研发。 美国麻省理工学院的研究人员表示，蛛网的成功之处在于：即使有多根蛛丝断掉，蛛网也不会垮掉，甚至会变得更牢固。实验中，研究人员在蛛网各处去掉了总计10%的蛛丝，蛛网的韧性不单没因此而降低，却反而增强了10%。 研究人员发现，这种韧性不单是源自每根蛛丝在质地上的强度，也同时源自蛛丝的内部结构。蛛丝纤维能够根据所承受压力的不同而变化柔韧程度，这种特性是其他任何自然纤维或人造纤维所不具有的。科学家们已经证明，蛛丝的强度是等质量钢丝的5倍。实验表明，蛛网的韧性是其他网格的6倍有余。 工程师可以将蜘蛛丝的构造原理应用到其它方面。蜘蛛丝在受到破坏时只受很小的损坏、而不影响整个结构这一特性可以应用于设计虚拟网络，如互联网，在遭受攻击期间只有本地节点被破坏，而整个系统可继续运行。了解其微观的蛋白质结构和其宏观性质，可能有助于将碳纳米管串在一起，可能有一天会用于生产太空电梯。 蜘蛛丝具有广泛的用途：这是用蜘蛛丝做成小的提琴琴弦。 在医学领域，这种精细的蜘蛛丝是外科医生手术时是理想的缝合线，和医用尼龙线相比，这种蜘蛛丝既有尼龙线的灵活和结实，而且还有可以打结的优点。此外，它还可以用来制作人造肌腱或合成韧带。 由于蜘蛛丝的强度大，人们还可利用它制作降落伞绳，或航空母舰上帮助战斗机在甲板上降落的缆绳、高强度的轮胎帘子线和高强度渔网等。 既然蜘蛛丝有这么好的性能，有人会说我们也可以像养蚕宝宝那样来养殖蜘蛛，不就能得到好多蜘蛛丝了吗？事实上，这是不可能的，因为蜘蛛是一种同类相食的动物，如将众多的蜘蛛饲养在一个房舍里，它们会相互残杀吞噬。 能不通过蜘蛛来得到蜘蛛丝呢? 科学家们告诉我们，完全有这样的可能。 这有两个方面的工作，第一要得到蜘蛛丝的蛋白质，利用转基因技术，将蜘蛛的相关基因转移到细菌、植物体、哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞中，进行表达，生成蜘蛛丝蛋白质，并进行提纯。 第二把这蛋白质纺成丝，这样就可得到人造蜘蛛丝了。
椰子蛋白质的功能特性研究进展 【摘要】椰子蛋白质功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分以及所处的环境情况 或加工条件有关。本文主要从椰子蛋白质在溶解性、乳化性、起泡性、黏度等方面，分析了pH、离子强度、温度等常见加工条件对这些功能特性的影响。试图为椰子蛋白质的进一步开发利用提供理论指导。 【关键词】椰子蛋白功能特性影响因素进展 蛋白质的功能特性是指食品体系在加工、贮藏、制备和消费过程中蛋白质对食品产生需要特征的那些物理化学性质。蛋白质的功能特性主要包括吸水性、湿润性、膨胀性、粘着性、分散性、溶解度、粘度、胶凝性、乳化性，起泡性等。由于食品的感官品质是由各种食品原料复杂的相互作用产生的（例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、粘弹性和褐变等多种功能性组合的结果），因而这些功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分，如水、离子、碳水化合物、脂质及所处的环境情况或加工条件，如温度、
pH值、电离强度等有关。 椰子蛋白质（coconut protein）为木本油料种子蛋白，单个椰子中蛋白质含量较少4%～8%（湿基），但世界椰子的产量很大，因而椰子蛋白是来源丰富的植物蛋白质。椰子蛋白含18种氨基酸，必需氨基酸配比合理，L-精氨酸含量较高（14.8g/100g蛋白），前期的研究表明椰子蛋白具有降血脂、降低胆固醇、抑制高血脂症等保健功能。因而，椰子蛋白质是来源丰富、营养价值较高、保健功能较好的优质蛋白质，开发潜力巨大。从上世纪40年代开始，就有科员人员对椰子蛋白的功能特性进行研究。1930年美国科学家Sj?gren和Spychalski从椰子蛋白质中分离出一种分子量约208 kDa的球蛋白，并命名为cocosin。Molina等（1976）曾利用酶解-冷冻真空干燥技术制备了一种不含纤维的椰子浓缩蛋白（coconut protein concentration，CPC），并对其分子量、溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性等功能特性进行了分析。郑亚军等（2009）曾从脱脂椰肉中制备椰子分离蛋白（coconut protein isolate，CPI），然后分析了pH、温度、离子强度等因素对椰子分离蛋白溶解性、乳化性、黏度、起泡性、水合性质的影响。Angelia（2012）则从椰子总蛋白质中分离出椰子球蛋白（cocosin），并分析了其氨基酸组成、溶解性、乳化性和起泡性及其在巴斯杀菌、加热等常见加工处理方式中的稳定性。本文将对椰子蛋白各种功能特性的研究进展进行
蛋白质工程及其应用研究进展 摘要：蛋白质工程是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；实际应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功
蜘蛛丝纤维之我见 高（101）张春娟 1008093006 摘要：蜘蛛丝是一种具有特殊品质的材料，迄今为止人类还无法生产出像它那样具有超强强度和弹性极强的化合物。人类一直梦想着利用蜘蛛丝的奇特性能来造福社会大众。 关键词：蜘蛛丝,性能,应用 节肢动物门(Arthropoda)蛛形纲(Arachnida)蜘蛛目(Araneida或Araneae)所有种的通称。除南极洲以外，全世界分布［1］。蜘蛛在整个生命过程中会产生许多不同的丝，它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力也很强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能，是一种目前已知弹性和强度最高的天然动物纤维。首先蜘蛛丝很细而强度却很高,它比人发还要细而强度比钢丝还要大。其次它的柔韧性和弹性都很好,耐冲击力强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能。蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能。由于蜘蛛丝是由蛋白质构成,是生物可降解的,把这些优良的性能集中在同一种纤维上十分困难。人们开始考虑,如果能够用人工的方法大量而经济地生产这种纤维,必将对纤维和纺织业的发展产生 深远的影响。目前美国、加拿大、德国和英国等发达国家已投入大量的人力和物力进行研究,并已取得相当的进展,对蜘蛛丝的研究,已成为当今纤维界的热 门课题。 1 蜘蛛丝的形成原理及其性能 1.1 形成原理 在显微镜下，我们看到丝从蜘蛛的分泌出来，蜘蛛的腹腔里有许多丝浆，它的尾端有很小的孔眼。结网的时候，蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气，就凝结，且富有粘性和惊人的强度。每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍，弹性也比人造纤维好得多。比如，蜘蛛网可以延伸到原长的10倍，而尼龙一旦延展到原长的20％就会发生断裂无论什么飞虫，一撞到网上就别想再跑掉。而蜘蛛的身上和脚上经常分泌出一层油质，粘丝是不粘油的。但是，一般飞虫是没有这层油质的，所以，蜘蛛网能牢牢地粘住飞虫却粘不住蜘蛛［2］。
第五章细胞膜及其表面 （第1-3节） 一、填空 A-五-1.细胞膜的最显著特性是不对称性和流动性。 A-五-2.生物膜脂在正常生理温度下以液晶态存在，随着温度的上升或下降可发生状态的改变，这种变化称相变。 A-五-3. 生物膜的化学组成主要有膜脂、膜蛋白、膜糖。 A-五-4.动物细胞连接有封闭连接、锚定连接、通讯连接__等几类，其中通讯连接具有细胞通讯作用。 A-五-5.按照膜蛋白与膜脂的结合方式以及膜蛋白存在的位置，可分为膜内在蛋白、膜周边蛋白、脂锚定蛋白三种。 B-五-6.在正常生理温度下，膜脂呈液晶态，具有一定的流动性，影响膜脂流动性的因素中，脂肪酸链的饱和程度越高，膜脂的流动性越小（大或小）。 B-五-7.细胞膜中所含有的主要脂类为磷脂、胆固醇、糖脂，它们都是双亲性分子。 B-五-8. 质膜中磷脂、胆固醇和糖脂等成分是具有双亲性的分子。 C-五-9.真核细胞膜中有四种主要的磷脂分子：磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和鞘磷脂。C-五-10.膜脂的分子运动方式包括：旋转运动、侧向扩散运动、 内、外层翻转运动和弯曲运动。
C-五-11.点状桥粒的主要结构包括：①__桥粒斑__； ②____钙黏蛋白___；③__中间丝___。 D-五-12.改变溶液温度或离子强度就可以从细胞膜上分离下来的膜蛋白是膜周边蛋白，用去垢剂处理才能从细胞膜上分离下来的膜蛋白是膜内在蛋白。 二、选择题 （一）单项选择题 A-五-1.生物膜的主要化学成分是（ C ）。 A 蛋白质和水 B 蛋白质和糖类 C 蛋白质和脂类 D 脂类和糖类 A-五-2.膜脂中最多的是（ C ）。 A 脂肪 B 糖脂 C 磷脂 D 胆固醇 ?A-五-3. 下列哪种结构不是单位膜（ C ）。 A 细胞膜 B 内质网膜 C 细胞外被 D 线粒体外膜 A-五-4.细胞膜性结构在电镜下都呈现出较为一致的三层结构，即内外两层电子致密层中夹一层疏松层，称为（ C ）。 A 生物膜 B 质膜 C 单位膜 D 板块模型 A-五-5. 下列关于细胞膜的叙述哪项有误（ D ） A 镶嵌蛋白以各种形式镶嵌于脂质双分子层 B 含胆固醇 C 含糖脂 D外周蛋白在外表面 A-五-6.磷脂分子在细胞膜中的排列规律是（ A ） A 极性头部朝向膜的内、外两侧，疏水尾部朝向膜的中央 B 极性头部朝向膜的外侧，疏水尾部朝向膜的内侧 C 极性头部朝向膜的内侧，疏水尾部朝向膜的外侧 D 极性头部朝向膜的中央，疏水尾部朝向膜的内、外两侧 A-五-7.生物膜是指（ D ） A 单位膜 B 蛋白质和脂质二维排列构成的液晶态膜
（1）膜脂 磷脂、胆固醇、糖脂，每个动物细胞质膜上约有109个脂分子，即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。 （2）膜蛋白 细胞膜蛋白质（包括酶）膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外；外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白质（外周蛋白质）以带电的氨基酸或基团——极性基团与膜两侧的脂质结合；占70%～80%的结合蛋白质（内在蛋白质）通过一个或几个疏水的α-螺旋（20～30个疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6个氨基酸残基，相当于膜厚度。相邻的α-螺旋以膜内、外两侧直链肽连接）即膜内疏水羟基与脂质分子结合。理论上，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可以横向漂浮移位的，因而该是随机分布的；可实际存在着的有区域性的分布；（这可能与膜内侧的细胞骨架存在对某种蛋白质分子局限作用有关），以实现其特殊的功能：细胞与环境的物质、能量和信息交换等。（Frye和Edidin1970年用发红光的碱性芯香红标记人细胞同用发绿光荧光素标记膜蛋白抗体标记离体培养的小鼠细胞一起培养，然后使它们融合，从各自分布，经过37℃40min后变为均匀分布。光致漂白荧光恢复法，微区监测） 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，以自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。 （3）膜糖 膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂 细胞膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面（非细胞质）一侧的。（多糖-蛋白质复合物，细胞外壳cell coat）单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的“标志、天线”—抗原决定簇（可识别，与递质、激素等结合。ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同。131AA+100糖残基）。 细胞膜的基本特征与功能 细胞膜把细胞包裹起来，使细胞能够保持相对的稳定性,维持正常的生命活动。此外，细胞所必需的养分的吸收和代谢产物的排出都要通过细胞膜。所以，细胞膜的这种选择性的让某些分子进入或排出细胞的特性，叫做选择渗透性。这是细胞膜最基本的一种功能。如果细胞丧失了这种功能，细胞就会死亡.。
毕业设计开题报告 纺织工程 蜘蛛丝蛋白/聚吡咯复合纤维膜细胞相容性研究 一、选题的背景、意义 组织工程材料是当前生命科学和材料科学共同的前沿研究热点之一。目前已经开发应用于组织工程等生物医学领域的生物相容性高分子材料主要有胶原蛋白、聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等，但大多数这类材料的原创性研究工作属于国外。我国是一个人口大国，因创伤和疾病造成的组织、器官丧失或功能障碍病例居世界各国之首，每年仅因烧伤需进行皮肤移植的患者就达百万之多。因此，积极寻找合适的原料，研制具有我国自主知识产权的生物材料，对于减小我国组织工程支架等生物材料对国外的依赖性，培育新的高新技术产业和实现国民经济的可持续发展具有重要意义。 研究者一直在寻找具有良好的生物相容性的支架材料以应用于细胞培养中，以及研究支架材料在细胞培养中的各项性能指标以及实验环境对细胞培养的影响，了解细胞在支架材料上的生长情况，以便更好的应用在临床中[1]。而导电支架细胞培养技术发展迅速，是近年来研究的热点。本文主要选择蜘蛛丝蛋白和聚吡咯复合制得的支架材料，将细胞培养在带电的支架材料上，重点研究培养过程中支架材料的性质、电刺激的电流强度及电刺激的时间长短对细胞再生的影响。 二、相关研究的最新成果及动态 2.1 蜘蛛丝蛋白的概况和研究现状 2.1.1蜘蛛丝蛋白的概况 蜘蛛丝的主要成份为蛋白质，如所有的蛋白质纤维一样，其组成长链蛋白质的单元为带不同侧链R的酰胺结构，同尼龙2结构相似[2]。蜘蛛丝的氨基酸的摩尔分数和氨基酸的主链序列与天然聚肽如蚕丝、羊毛和人头发有很大的差异。这种差异和组成取决于蜘蛛的种类、食物、气候及其它因素。不同蜘蛛丝所含的氨基酸种类差异不大，为十七种左右，各种氨基酸的含量也因蜘蛛的种类不同而有一定的差异。它们的共同点为具有小侧链的氨基酸如甘氨酸和丙氨酸的含量丰富，十字圆蛛和大腹圆蛛的这两者含量之和分别达到59.6％和53.2%与蚕丝的含量74.0％相比较就显得较低[3]。 蜘蛛丝是一种特殊的蛋白纤维，它具有很高的强度、弹性、柔韧性、伸长度和抗断裂功能，
MCPIP 1蛋白质结构、功能的研究进展 摘要 ZC3H12A是免疫系统中的一个重要基因，其编码的蛋白质ZC3H12A/MCPIP 1在免疫相关疾病，尤其是自身免疫病和炎症反应中发挥重要的抑制效应。ZC3H12A的表达能够被多种炎症相关细胞因子所诱导。近来的研究报道，MCPIP 1具有转录因子、RNA酶、去泛素化酶等作用，其在调控基因转录、mRNA降解、多聚泛素链的去除、细胞凋亡、细胞自噬、炎症抑制、细胞分化、血管生成等方面都有重要作用。基因敲除小鼠患有严重的高免疫球蛋白血症、淋巴结肿大、浆细胞和记忆细胞的积聚及自身抗体的大量产生等免疫功能紊乱疾病。 本文较为系统地阐述了ZC3H12A基因的克隆、MCPIP 1蛋白的结构及功能，从时间的维度观其主要研究历程，以及对免疫系统的重要影响。大体上浅析了MCPIP 1从其发现至今的探索情况。 【关键词】ZC3H12A Zc3h12a MCPIP 1 RNA酶凋亡去泛素化酶
1 简介 ZC3H12A/MCPIP是一种锌指蛋白。它的全名是具有CCCH锌指结构域的蛋白质12A（Zinc finger CCCH domain-containing protein 12A），简称ZC3H12A[1]，又称MCP-1诱导蛋白（MCP1-induced protein，MCPIP 1）[2]。MPCIP的编码基因是ZC3H12A，它属于ZC3H12基因家族，该家族中共有4个成员，分别编号为ZC3H12A、ZC3H12B、ZC3H12C、ZC3H12D[1]。此家族保守性很强，在很多物种（包括果蝇、秀丽线虫、小鼠和大鼠等）中都有发现其同源序列[1]。MCPIP 1最初被发现于经MCP-1处理的人外周血单核细胞中[2]，而后又在经IL-1β刺激的人单核细胞来源的巨噬细胞中被发现[3]。在TNF、MCP-1、IL-1β或LPS等细胞因子的作用下，该基因的转录水平被显著激活[1, 2, 3, 4, 5, 6]。同时，具有CCCH锌指结构的蛋白质在巨噬细胞相关的器官（如胸腺、脾脏、肺、小肠和脂肪组织等）中表达水平很高[6]。对于Zc3h12a基因敲除小鼠的表型分析表明[4, 7]，该基因的缺陷与自身免疫疾病的发生相关，在炎症相关的生理和病理过程中具有重要意义。 克隆发现 该基因的发现 单核细胞趋化蛋白质1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)，它能够招募并激活单核/巨噬细胞，是使单核/巨噬细胞迁移的主要趋化因子。MCP-1与靶细胞膜上的CCR2结合，启动了一系列的信号通路，导致单核/巨噬细胞向MCP1高浓度处趋化性迁移[8，9]。用MCP-1刺激人外周血单核细胞后，提取细胞内的总mRNA。将测序结果与基因注释数据库中的数据进行序列比对后发现了一些未被注释的基因。其中表达差异最显著的一个基因是目前未知功能的基因，在EST数据库中查找到了与之相对应的序列，同时在GeneBank 数据库中查找到了对应的人cDNA克隆。（GeneBank序列号AW206332）研究者将它命名为人MCP1诱导蛋白（MCP-induced protein，MCPIP 1）[2]。 对蛋白质序列分析发现，MCPIP 1有599个氨基酸，分子质量约为65.8kD，有两个脯氨酸富集区，一个核定位序列，和一个CCCH锌指结构域[2]。而后发现其序列中还存在一个PIN结构域[4]和一个泛素结合结构域[7]。由于该蛋白质具有CCCH锌指结构域，因而被命名为具有CCCH锌指结构域的蛋白质12a（ZC3H12A）[1]。序列比对发现，人MCPIP 1与小鼠中的同源蛋白质的氨基酸组成有82%的相似度，cDNA的核苷酸序列组成有80%的相似度[2]。 该基因家族的发现
０２５３－９７２１（２０１１）１２－０１４７－１０ 蚕丝和蜘蛛丝再生蛋白纤维研究进展 谢吉祥李晓龙张袁松 西南大学纺织服装学院，重庆４００７１５ 蚕丝和蜘蛛丝的性能优良，通过人造方法获得性能良好的再生蚕丝和蜘蛛丝一直是国内外学者研究的热点，但目前研究所获得的再生蚕丝或蜘蛛丝并不理想。本文总结了有关蚕丝和蜘蛛丝再生研究，包括纺丝液的制备、湿法纺丝和静电纺丝的方法以及纺丝工艺条件对纤维特性的影响等；探讨了ｐＨ值调整、醇处理、拉伸、热处理 等改善再生丝纤维性能的方法及其效果；阐述了再生丝纤维广阔的发展前景，期望能为今后人造蚕丝和蜘蛛丝提 供有用的信息。 蚕丝；蜘蛛丝；再生；人造纺丝 ＴＳ １０２．３Ａ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｉｂｅｒ ｏｆ ｓｉｌｋｗｏｒｍ ｓｉｌｋ ａｎｄ ｓｐｉｄｅｒ ｓｉｌｋ ＸＩＥ ＪｉｘｉａｎｇＬＩ ＸｉａｏｌｏｎｇＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎｓｏｎｇ ２０１０－１２－１３２０１１－０４－１５ 中央高校基本科研业务费专项资金资助（ ＸＤＪＫ２００９Ｂ００７）；第３９批教育部留学回国人员科研启动基金项目（教外司留［２０１０］ １１７４号）；教育部春晖计划项目（教外司留［２０１０］ ６１０号）；重庆市自然科学基金项目（ＣＳＴＣ，２００８ＢＢ０００８）；西南大学博士基金项目（ＳＷＵＢ２００７０６７）；人力资源和社会保障部留学人员优先资助基金项目（渝人社办［２００９］１１６号） 谢吉祥（１９８６－），女，硕士生。主要研究方向为复合再生蚕丝蛋白材料的成形与性质。张袁松，通信作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｚｈａｎｇ＠ ｓｗｕ． ｅｄｕ． ｃｎ。
食品蛋白质功能研究进展 摘要：食品蛋白质功能是指在食品加工，保藏，制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的那些蛋白质的物理和化学性质。对国内外关于食品蛋白质功能研究进行了综述，为未来研究食品蛋白质功能性质的应用提供参考。 关键词：食品蛋白质功能，物理性质，化学性质，研究进展 前言： 食品的感官品质是由各种食品原料复杂的相互作用产生的。例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质，是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、粘弹性和褐变等多种功能性组合的结果。因此，一种蛋白质作为蛋糕或其他类似产品的配料使用时，必须具有多种功能特性。动物蛋白，例如乳（酪蛋白）、蛋和肉蛋白等，是几种蛋白质的混合物，它们有着较宽范围的物理和化学性质，及多种功能特性，例如蛋清具有持水性、胶凝性、粘合性、乳化性、起泡性和热凝结等作用，现已广泛地用作许多食品的配料，蛋清的这些功能来自复杂的蛋白质组成及它们之间的相互作用，这些蛋白质成分包括卵清蛋白、伴清蛋白、卵粘蛋白、溶菌酶和其他清蛋白。然而植物蛋白（例如大豆和其他豆类及油料种子蛋白等）；和乳清蛋白等其他蛋白质，虽然它们也是由多种类型的蛋白质组成，但是它们的功能特性不如动物蛋白，目前只是在有限量的普通食品中使用，因为并没有完全了解，哪些蛋白质的分子决定了蛋白质在食品中所具有的各种期望的功能性质，往往通过特定的方法来提高其功能特性，使其应用领域更广阔。 1、蛋白质的功能性质 蛋白质的功能性质，通常是指蛋白质的水化性、戳着性、胶凝作用、乳化性、发性等。 (1)蛋白质的水化性蛋白质的水化取决子蛋白质与水的相互作用，包括水的吸收 与保留、湿润性、溶胀、戳着性、分散性、溶解度和强度等。 蛋白质的水化是通过蛋白质的败键和氨基酸侧链与水分子间的相互作用而实现的，见 图（1） 大多数的食品是蛋白质水化的固态体系，蛋白质中水的存在及存在方式直接影响着食骏的质构和口感。干燥的蛋白质原料并不能直接加工，须先将其水化。干燥蛋白质遇
第三节蜘蛛丝 蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。纤维具有很高的强度、弹性、伸长、韧性及抗断裂性，同时还具有质轻、抗紫外线、比重小、耐低温的特点，是其它纤维所不能比拟的。纤维初始模量高、断裂功大、韧性强，是加工特种纺织品的首选原料。蜘蛛丝由蛋白质组成，是一种可生物降解且无污染的纤维。 蜘蛛丝纺织品的生产可追溯至18世纪，最具代表性的是1710年巴黎科学院展出的蜘蛛丝长统袜和手套，这是人类历史上第一双用蜘蛛丝织成的长统袜与手套；1864年美国制作了另外一双薄蛛丝长统袜，所用的蛛丝是从500个蜘蛛喷丝头中抽取出来的，这种长统袜由于太薄而不能穿；1900年巴黎世界博览会上展示了用2.5万只蜘蛛吐出的9.14万米长的丝织成的一块长16.46m、宽0.46m 的布，该产品花费太高，没有带来商业利润。到1997年初，美国生物学家安妮·穆尔发现，在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高。蜘蛛丝特殊的结构和性能已引起世界各国的关注，并在纺织、医疗卫生和军事领域产生了极其重要的影响。目前，国内外许多科学家已通过基因工程将蜘蛛的基因移植到其它动植物体内，从而使蜘蛛丝纤维实现工业化生产的梦想成为现实。 一、蜘蛛丝的组成 蜘蛛丝产生于蜘蛛体内特殊的分泌腺，这些分泌腺因蜘蛛的种类不同而各异。到目前为止，生物学家共发现了7种类型的分泌腺，常见的有葡萄腺、梨状腺、壶状腺、叶状腺、集合腺等。蜘蛛的种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种。按吐丝种类的多少，蜘蛛可分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。古蛛亚目的蜘蛛只能吐出一种丝；原蛛亚目的蜘蛛可吐出3种丝；新蛛亚目的蜘蛛可吐出7种丝。一般来说，新蛛亚目所有的蜘蛛都会有7种丝腺，各种丝腺分别能吐出不同性质的蜘蛛丝(见表1-6)。 蜘蛛丝的主要成份是蛋白质，其基本组成单元为氨基酸。蜘蛛丝中含17种左右的氨基酸，各种氨基酸的含量因蜘蛛的种类不同而存有一定的差异。蜘蛛丝中含量最高的7种氨基酸的总和约占其总量的90%，它们分别为甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和精氨酸(见表1-7)。 表1-6 圆蛛族7种丝腺吐丝及其性质
细胞膜蛋白与细胞浆蛋白抽提试剂盒 产品简介： 碧云天的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白抽提试剂盒(Membrane and Cytosol Protein Extraction Kit)提供了一种比较简单、方便地从培养细胞或组织中抽提细胞膜蛋白和细胞浆蛋白的方法。抽提的膜蛋白不仅包括质膜上的膜蛋白，也包括线粒体膜、内质网膜和高尔基体膜等上的膜蛋白。 本试剂盒通过匀浆适度破碎细胞，经低速离心去除细胞核和少数未破碎的细胞产生的沉淀，随后取上清高速离心获得细胞膜沉淀和含有细胞浆蛋白的上清，然后通过优化的膜蛋白抽提试剂从沉淀中抽提获取膜蛋白。 约90分钟即可完成培养细胞或组织的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白的分离和抽提。抽提得到的蛋白可以用于SDS-PAGE，Western、酶活性测定等后续实验。 膜蛋白抽提试剂中含有蛋白酶抑制剂、磷酸酯酶抑制剂和EDTA等，后续不适合用于蛋白酶、磷酸酯酶等受这些抑制剂影响的酶的活性测定，但抽提获得的膜蛋白或细胞浆蛋白适合用于检测蛋白的磷酸化水平。 本试剂盒按照本说明书的操作步骤可以抽提100个细胞或组织样品。 保存条件： -20℃保存，一年有效。 注意事项： 需自备PMSF。PMSF一定要在抽提试剂加入到样品中前2-3分钟内加入，以免PMSF在水溶液中很快失效。 PMSF(ST506)可以向碧云天订购。 使用本试剂盒抽提到的细胞膜蛋白与细胞浆蛋白均可直接用碧云天生产的BCA法蛋白浓度测定试剂盒(P0009/P0010/P0010S/P0011/P0012/P0012S)测定蛋白浓度。抽提获得的细胞膜蛋白不适合用Bradford法测定蛋白浓度。 为了您的安全和健康，请穿实验服并戴一次性手套操作。 使用说明： 1.准备试剂：室温融解并混匀膜蛋白抽提试剂A和B，融解后立即置于冰浴上。取适量的膜蛋白抽提试剂A和B备用，在 使用前数分钟内加入PMSF，使PMSF的最终浓度为1mM。 2.准备细胞或组织样品： a. 对于细胞 (1) 收集细胞 对于贴壁细胞：培养约2000-5000万细胞，用PBS洗一遍，用细胞刮子刮下细胞或用含有EDTA但不含胰酶的细胞消化液处理细胞使细胞不再贴壁很紧，并用移液器吹打下细胞。离心收集细胞，吸除上清，留下细胞沉淀备用。尽量避免用胰酶消化细胞，以免胰酶降解需抽提的目的膜蛋白。 对于悬浮细胞：培养约2000-5000万细胞，直接离心收集细胞，吸除上清，留下细胞沉淀备用。 (2) 洗涤细胞：用适量冰浴预冷的PBS轻轻重悬细胞沉淀，取少量细胞用于计数，剩余细胞4℃，600g离心5分钟沉淀 细胞。弃上清，随后4℃，600g离心1分钟，以沉淀离心管管壁上的残留液体并进一步沉淀细胞，尽最大努力吸尽残留液体。 (3) 细胞预处理：把1毫升临用前添加了PMSF的膜蛋白抽提试剂A加入至2000-5000万细胞中，轻轻并充分悬浮细胞， 冰浴放置10-15分钟。 b. 对于组织： 取约100毫克组织，用剪刀尽量小心剪切成细小的组织碎片。加入1毫升临用前添加了PMSF的膜蛋白抽提试剂A，轻轻悬浮组织碎片，冰浴放置10-15分钟。注：如果组织样品比较少，也可以使用更少的组织量，例如30-50mg，后续试剂的用量及操作步骤不变；组织用量较少时，最后获得的膜蛋白也较少。
蛛丝蛋白的研究现状和进展 摘要：蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白。由于其高度重复的一级结构、特殊的溶解特性 和分子折叠行为以及具有形成非凡力学特性丝纤维的能力而引人注目。本文主要对蛛丝蛋白的结构、特点以及目前对其研究比较多的应用和新型的合成方法进行综述，同时也对将来蛛丝蛋白的研究方向以及在研究中可能会遇见的问题进行分析。通过本文的介绍希望可以在其蛋白质的结构上有更深刻的理解和认识，同时也为蛛丝蛋白的研究和应用提供一个很好的参考和依据。 关键词：蛛丝蛋白；结构；基因合成；弹性、韧性材料 前言：蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白，它是由节肢动物门昆虫纲、蛛形纲和多足纲中 某些类群的特殊腺体产生的。蛛丝主要包括拖丝和捕捉丝, 其中拖丝主要用于构成蜘蛛网的牵丝和轮状网面, 捕捉丝则用来粘附昆虫并在昆虫挣扎时提供强大的弹性, 以免由于强大的动能导致反弹, 将捕捉到的食物弹出去。因此，蛛丝蛋白的结构性能以及其强大的力学特性值得深入的研究。另外，尽管某些具有优良力学特性的蛛丝可以被开发为有潜力的、应用价值高的新型生物材料，但在人工条件下大规模、高密度地养殖蜘蛛以获得蛛丝的现实困难迫使人们寻求另外的途径生产蛛丝蛋白来满足研究、开发和应用的需要。因此，高效的合成和生产方法变得也不可忽视。纵观近十年的研究史，大多数好的研究技术也逐渐走向成熟。比如近来从蜘蛛丝腺cDNA文库中克隆蛛丝蛋白基因或通过化学合成编码蛛丝蛋白的人工基因用于重组蛛丝蛋白基因工程生产已成为制备蛛丝蛋白的一个主要方法。蛛丝蛋白基因克隆和表达的成功为人们初步了解各种类型蛛丝蛋白分子的结构、折叠行为和功能之间的内在联系及各种类型蛛丝各自独特力学特性的分子基础提供了良好的开端。与上述蛛丝蛋白的结构与性能的研究深入，它的应用也逐渐发展起来。比如研究人员首先通过转基因技术培育出了一种山羊，这种山羊能够生产出具有蛛丝蛋白的羊奶。在羊奶中加入一种特殊的溶剂后，就能提取到大量的蛛丝纤维。这种蛛丝纤维甚至比著名的凯夫拉尔纤维还结实，强度是钢的10 倍。将这些纤维纺纱编织就能制成所需要的“超强布料”。同时，蛛丝蛋白在其结构性能和应用方面的研究同时也面临着众多的问题等待解决。 一、蛛丝蛋白的结构和功能 1、总体认识：蛛丝蛋白具有典型的蛋白质二级结构，即蜘蛛丝由α-螺旋和β-片层共同 组成。 特点：1、规则的β-片层被不规则的α-螺旋和β-弯曲所包围。 2、β-片层赋于丝力度α-螺旋赋于丝弹性。
蛋白质组学的研究进展及应用 21世纪是生命科学的时代随着人类基因组序列的完成和生命科学进入后基因组时代，研究这些基因的表达和调控已成为首要任务。因此，蛋白质组学研究已成为21世纪生命科学的战略任务蛋白质组学是所有或部分蛋白质在生命活动过程中的功能和作用。可以说，这是现代生物学研究的一个必不可少的手段。本文分析了蛋白质组学的内涵和研究进展，并介绍了蛋白质组学的应用领域，以帮助人们更好地理解蛋白质组学的意义，促进蛋白质组学的更好发展。 关键词蛋白质组学；研究；应用文件识别码A，文件识别码R341于 ，文号XXXX，是一门以生物体的全部或部分蛋白质为研究对象，研究生物体、细胞(组织)或基因组的蛋白质变化规律的学科。蛋白质组学可以在整体水平上研究蛋白质表达和调控的水平和调控，旨在了解蛋白质与 相互作用的关系，为生命活动规律提供理论和物质基础，也为人类健康带来理论基础和解决方案 随着人类基因组序列的完成，生命科学研究的重点已经转移到基因表达产物即蛋白质的研究上。蛋白质组学已成为21世纪生命科学研究的战略任务和重点1.2蛋白质组学 的研究内容传统的蛋白质研究侧重于单个蛋白质的研究，而蛋白质组学则侧重于生物体全部或部分蛋白质的研究随着学科的逐步发展，蛋白质组学的研究内容也在不断更新和完善。蛋白质研究中的翻
译后修饰已经成为蛋白质组学研究的重要组成部分，因为翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要途径在不同的发育阶段、生长阶段和不同的病理条件下，不同细胞类型的基因表达是不同的，因此有必要对细胞甚至亚细胞进行准确的蛋白质组学研究。最后，双向电泳被用来分离蛋白质。根据等电点和分子量的不同，用双向电泳分离不同种类的蛋白质。通过技术分离和处理的蛋白质可以在质谱系统中分析，以获得蛋白质的定性数据。1.3蛋白质组学的进展 蛋白质组学的主要任务是建立基于获取和分析蛋白质状态和规律的技术为了满足这些要求，需要高吞吐量技术。在研究技术方面，目前我国已经出现了高灵敏度、高效率的蛋白质分离和鉴定方法，如二维色谱-串联质谱 谱(2D-高效液相色谱/质谱-质谱)、电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF/质谱)等。，获得了国际认可，具有一定的优势。其中，飞行时间电离质谱(MALDI-TOF/MS)是近年来广泛应用的软电离质谱，具有高准确度、高分辨率和低成本的特点。因此，蛋白质组学的发展离不开研究技术和方法的不断改进。 目前，中国已先后建立了一批蛋白质组学研究中心或实验室，如复旦大学蛋白质组学研究中心和中国科学院蛋白质组学重点实验室，为中国蛋白质组学研究提供了更加专业、便捷的技术服务平台。1.4蛋白质组学研究的意义 蛋白是生理功能的执行者和生命现象的直接体现。对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生理或病理条件下生命的变化机制。蛋白质
万方数据
一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一呈四尘篷野詈翼第７ｐ期有良好的弹性和强度，一根直径几微米的丝纤维能承受不同力学性能的，能满足不同用途要求的蜘蛛丝纤维。 几克重的蜘蛛，这些现象引起了人们对蛛丝研究的极大兴趣。蜘蛛丝力学性能的具体测试结果的报道最早见于１９０７年，在随后的几十年中，人们对络新妇、十字园蛛、大腹园蛛以及黑寡妇等多种不同蜘蛛牵引丝、包卵丝、捕获丝、框丝等做了大量的研究和分析”ｅ｜。研究结果表明，蜘蛛牵引丝具有优于其他天然纤维、化学纤维的综合力学性能。强度高、弹性大、韧性好，单位重量的蜘蛛丝承受外加能量的能力不但大于蚕丝，而且大于钢丝及Ｋｅｖｌａｒ等高性能合成纤维。表ｌ所示为主要的几种蜘蛛牵引丝的力学性能以及与其他纤维的比较。 表１蜘蛛丝与其他纤维力学性能的比较１．１．２超收缩性能１．２蜘蛛丝的结构特点 蜘蛛丝是具有多级结构的蛋白质纤维，牵引丝具有皮芯层结构，芯层内含有数十根纳米级的微纤维。蜘蛛丝的基本组成单元为氨基酸，纤维性能受分子的构象、结晶度、取向度、纤维的形态结构等多种结构因素的综合影响。下面以牵引丝为例，分析其结构和性能间的关系。 １．２．１氨基酸组成 如图ｌ所示，为不同种类蜘蛛分泌的牵引丝的氨基酸组成，牵引丝中含量最多的是甘氨酸、其次是丙氨酸，两者之和占总氨基酸含量的５０％～７０％，同时含有较多的谷氨酸和脯氨酸。研究表明［１７￣２０Ｉ，聚丙氨酸分子链段为Ｂ一折叠结构，主要存在于结晶区，甘氨酸含量较多的氨基酸片段为螺旋或更复杂的结构。谷氨酸和脯氨酸对分子结构有重要作用。谷氨酸为酸性氨基酸，其侧基上的氨基和羧基使分子问的键合作用加强，而脯氨酸的存在将有利于分子链形成类似于Ｂ一转角的弹性螺旋状结构，增强纤维的弹性。牵引丝中小侧基氨基酸含量普遍比蚕丝丝素低得多，而极性氨基酸含量远大于后者，蜘蛛牵引丝的这 蜘蛛牵引丝的另一重要性能特征是在水中具有超收种氨基酸组成特征，对于多肽大分子链的构象以及纤缩能力。在湿态下蜘蛛大囊状腺分泌丝的横截面增加约维的聚集态结构有很大的影响。 ６０％ｎ３１。牵引丝在不同极性溶剂中的收缩能力有较大差、。５０，．．Ｒ面丽习 异，在水中，牵引丝的收缩率达５０％左右，在乙醇中§４０｝摘。旧嚣景警ｌ筹鬈雾妻嚣磊淼焉袅？兰筹鬈篙磊曩菲圳．痂．圃．妇血盘盥惹趔纤维所受的原始伸长有很大的关系，当给纤维一定的预翟‘钏叫叫．岫ｌｊ瞄田整．缝．盥．嗌。盥．堡．堡墼 伸长时，收缩率下降…１。牵引丝的这种超收缩性能对氨基酸成分 于解决仿生蜘蛛丝的加工和蜘蛛丝的基础研究中纤维性能多变性的困扰有重要作用。研究证明ｎ６｜，通过控制牵引丝的收缩可以预测和重演丝纤维的拉伸行为。虽然天然牵引丝的力学性能有较大的分散性，但对人工卷取的牵引丝进行不同程度的收缩，可以获得力学行为和各组天然丝纤维十分接近的纤维，因此通过人工卷取和控制牵引丝在水中收缩度的方法可以得到具有不同力学性能的蜘蛛丝，并且这些纤维的力学性能有良好的重现性。如果人造蜘蛛丝在水中也具有超收缩性，则可以将控制水中收缩率引入丝纤维的后加工中，从而获得具有十字园蛛氨基酸组成。２“，脂肋』ｊａ氨基酸组成”…，黑寡妇氨基酸组成【２３］ 图１不同种类蜘蛛牵引丝氨基酸组成比较１．２．２分子构象与聚集态结构 蜘蛛丝纤维中分子的存在状态和排列形式的解析，是分析其力学性能的形成机理的关键因素之一，尤其是天然蜘蛛丝的成丝条件和其分子结构及聚集态结构问关系的研究，对人造蜘蛛丝生产工艺的研究具有十分重要的作用。 络新妇牵引丝含有Ｂ一折叠、３，。一螺旋、Ｑ一螺旋、 ４ｌ 万方数据