類珍珠層重組蛋白及其序列對碳酸鈣礦化的影響.pdf

1、自然界中的生物礦物因為具有精細(xì)化、有機/無機雜化、分級結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的力學(xué)性能一直吸引著眾多生物學(xué)家、化學(xué)家和材料科學(xué)家，他們試圖弄明白這些生物礦物的基本單元與形成機制，希望能從其中得到啟發(fā)并用來指導(dǎo)其他材料的仿生合成。我們知道，貝殼珍珠層具有奇特的多尺度結(jié)構(gòu)組裝和優(yōu)異的機械性能，這種天然復(fù)合材料是有機/無機層狀結(jié)構(gòu)，近年來受到越來越多科學(xué)工作者的重視。珍珠層主要由無機相和有機相組成：總重量約95％都是無機相；占小部分的有機相也有三個主要組

2、成部分，第一部分是不可溶幾丁質(zhì)，第二部分是可溶酸性蛋白，第三部分是類蠶絲蛋白。碳酸鈣結(jié)晶過程中的有機質(zhì)大分子以及其結(jié)合序列與珍珠層的形成具有十分重要的關(guān)系，因此弄清其礦化機制對于理解仿生物過程的合成是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
　　本文先運用分子生物學(xué)技術(shù)來合成類珍珠層重組蛋白。重組蛋白的來源有三個片段，分別是幾丁質(zhì)結(jié)合片段、鈣離子結(jié)合片段和絲蛋白重復(fù)片段。由于與幾丁質(zhì)片段結(jié)合時，后兩者的順序可以更換，為了能對比序列不同對于碳酸鈣礦化的不同影

3、響，故設(shè)計兩種重組蛋白。分別命名為 CCaS（幾丁質(zhì)-鈣片段-絲蛋白片段）和 CSCa（幾丁質(zhì)-絲蛋白片段-鈣片段）。然后通過 PCR擴增技術(shù)和酶切反應(yīng)、連接手段將目的基因構(gòu)建在 pTWIN1載體質(zhì)粒上，在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)獲得重組蛋白。通過對其進(jìn)行純化和梯度透析操作以復(fù)性蛋白，定量即可測得蛋白質(zhì)濃度。
　　分別將兩種重組蛋白與幾丁質(zhì)樹脂低溫過夜震蕩混合，然后將其加入到礦化溶液中，在所需溫度下分別進(jìn)行不同時間的礦化實驗。研究了這兩種蛋