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本文将蜘蛛丝中最具有特殊力学性能的拖丝作为高性能生物材料的研究对象,利用基因工程方法设计、合成与表达含有细胞粘附位点RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)的重组蜘蛛拖丝蛋白,通过本室建立的蛛丝蛋白基因工程菌高密度发酵和纯化工艺,分离纯化制备规模量的目的蛋白。以获得的基因工程重组RGD-蛛丝蛋白为材料,研制开发应用于组织工程的新型生物膜材料,主要工作内容及结果有以下几点: 1、设计合成蜘蛛拖丝蛋白重复序列基本结构单元,在序列中引入与细胞粘附相关的RGD三肽模体,化学合成蛛丝蛋白基因单体,通过“头尾相接”倍加多聚策略,构建了RGD-蛛丝蛋白基因8和16聚体重组体,分别命名为pSDR-8和pSDR-16。 2、用BamHI和HindⅢ分别双酶解pSDR-8及pSDR-16,胶回收纯化8和16聚体片段,分别克隆至原核表达载体pET-30a(+)中,转化E.coli Bl21(DE3)pLyS,得到8和16聚体表达重组体,分别命名为pNSR-8和pNSR-16。经IPTG诱导,RGD-蛛丝蛋白多聚物在原核系统高效表达。 3、His-Bind树脂亲和层析纯化表达的重组蛋白。SDS-PAGE检测重组蛛丝蛋白的表达,结果显示pNSR-8和pNSR-16表达产物的分子量分别约为35kD和60kD,与理论分子量相当,S.tag Western Blot进一步证实了表达产物的特异性。 4、凝胶等电聚焦测得pNSR-16表达产物的等电点pⅠ为6.4,运用高密度发酵工艺获得大量的pNSR-16,根据其物理化学性质,分离纯化规模量重组蛛丝蛋白。 5、以甲酸为溶剂,制备浓度约为15%的重组蛛丝蛋白溶液,将重组蛛丝蛋溶液平铺于聚乙烯平板上,初步探讨了重组蛛丝蛋白丝膜的制备方法。37℃干燥,甲醇脱水变性,再置37℃干燥或进行冷冻干燥后可得到具有疏水性的丝膜。