论文部分内容阅读
丝素是一类天然蛋白高分子,具有良好生物相容性,在生物医用材料领域具有较广泛的应用。丝素蛋白(Silk Fibroin,SF)中具有反应活性的酪氨酸残基含量约占10%,但由于其部分位于疏水链折叠形成的非极性微环境中,使得在酶催化丝素改性中其反应位点可及度降低,影响了丝素酶促改性效率。本课题借助于京尼平(GP),将含酪氨酸的多肽接枝到丝素蛋白上,提高丝素中酪氨酸残基含量,旨在提升酪氨酸酶催化丝素进行接枝改性的效率。以GP作交联剂,借助SDS-PAGE和游离氨基测定,探究GP促进伯胺化合物分子间交联的可行性;设计与应用含酪氨酸残基的多肽(GKGYGGYGK),通过UV-Vis、荧光光谱、GPC和MALDI-TOF-MS,考察GP对多肽分子结构的影响,并进一步评价该多肽在丝素蛋白分子表面的接枝效果。以GP处理丝素蛋白和多肽共混溶液体系,制备不同的丝素蛋白膜,借助于FTIR、TG-DTG等考察GP处理对丝素蛋白结构、热稳定性和膜材料机械性能的影响,评价接枝多肽对丝素材料生物相容性的影响。以酪氨酸酶催化氧化接枝多肽后的丝素膜,考察聚赖氨酸(ε-PL)在丝素表面的接枝效果,测定接枝率、丝素氨基酸组成和材料抗菌性能,评价接枝多肽对丝素酶促反应性的影响。研究结果表明,GP能促进伯氨化合物相互交联,使分子量增大,体系游离氨基数降低;GP可使多肽发生分子内或分子间交联,生成栀子蓝色素和多种交联产物。在GP对丝素浓度为30%、温度37℃,时间24 h条件下,京尼平能有效促进丝素蛋白与多肽反应,使丝素/多肽体系的分子量明显增加,实现多肽在丝素蛋白表面的接枝。多肽和丝素交联后,不仅使丝素膜材料热稳定性提高,一定程度上也增加了丝素蛋白膜材料的机械性能。在上述研究基础上,通过酪氨酸酶催化丝素膜接枝ε-PL,验证接枝多肽后丝素膜的酶促反应性,结果表明酶促反应后,接枝有多肽的丝素膜表面ε-PL含量较空白样增加,丝素膜对大肠杆菌(革兰氏阴性菌)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)抗菌效果增加,丝素膜材料的生物相容性也较好,表明借助于GP在丝素表面接枝含酪氨酸多肽,能显著提丝素的酶促反应性。