小麦醇溶蛋白基因克隆研究进展

麦醇溶蛋白作为小麦胚乳中重要的贮藏蛋白,其组成和含量对小麦面粉的烘烤品质具有重要影响.定向克隆麦醇溶蛋白基因,是研究醇溶蛋白分子结构及其与品质关系的有效途径,并为基因工程改良小麦品质提供新的基因资源,从而推动小麦品质改良工作.本文综述了近年来国内外在麦醇溶蛋白基因克隆方面的研究进展.     

浅谈蜘蛛丝的研究进展情况

蜘蛛丝纤维的来源与组成、性能,在医疗、军事、纺织制衣的应用,综述了国内外利用生物技术和基因工程对蜘蛛丝的研究进展。     

蜘蛛丝的结构与机械性能研究进展

蜘蛛丝是一种天然动物蛋白纤维,含有(GPGXX)n/(GPGQQ)n、An/(GA)n、(GGX)n等多种重复多肽序列,具有多样的分子结构、机械性能与生物生态学功能,同时还具有强度高、弹性好、初始模量大、断裂能大、可生物降解、生物相容性好、保湿性好、轻盈等其它合成高性能纤维所无法比拟的优良机械性能及特性.为此,本研究对蜘蛛丝的组成、结构、机械性能、纺丝机理、应用前景进行了概述.     

人造蜘蛛丝问世：强度超钢铁

可不是只有电影里的蜘蛛侠才能制造出那么强韧的“人造”蜘蛛丝哦。近日,美国科学家利用转基因蚕打造人造蜘蛛丝,强度甚至超过钢铁,这项研究突破将孕育出强度更高的织物纤维,可用于整容手术、制造包扎烧伤患者的绷带以及防弹背心。科学家们通过转基因蚕吐出的纤维表达蜘蛛基因序列,获得弹性和延展性更高的蜘蛛丝蛋白。作为一种生物材料,蜘蛛丝拥有巨大用途：     

蜘蛛丝多肽链段结构的优化设计

根据蜘蛛丝氨基酸片段的序列特征,利用 Hyperchem5软件对部分具有β-折叠或螺旋状结构的多肽链段的分子结构进行优化设计,分析了氨基酸种类、聚合度对多肽链段形成特定构象的影响,发现一定的氨基酸片段有形成特定构象的趋势。分子构象的多元化是蜘蛛丝具有优异力学性能的重要原因。     

蜘蛛丝的结晶结构及其取向

研究和分析了大腹园蛛的牵引丝、内层包卵丝的结晶结构及其取向,探索了大腹园蛛丝纤维分子链的排列状态、结晶结构和蜘蛛丝力学性能间的关系。     

缺铁玉米根cDNA文库的构建及蛋白和cDNA差异比较

采用异硫氰酸胍酚氯仿法分离铁胁迫玉米根总ＲＮＡ,然后采用寡聚ｄＴ 纤维素层析柱法纯化Ｐｏｌｙ（Ａ） ＋ ＲＮＡ．用含有ＸｈｏＩ位点的ｌｉｎｋｅｒｐｒｉｍｅｒ 锚定合成ｃＤＮＡ 第一条链后,采用替代法合成第二条链,接着连接上ＥｃｏＲＩＡｄａｐｔｅｒ 以便定向重组到载体上．ｃＤＮＡ 经过ＸｈｏＩ消化和分级分离后,带有ＸｈｏＩ和ＥｃｏＲＩ粘性末端的ｃＤＮＡ 定向重组到λＺＡＰ表达载体的ＸｈｏＩ和ＥｃｏＲＩ位点上．经体外包装,重组的噬菌体转导宿主菌ＸＬ１Ｂｌｕｅ ＭＲＦ,最终获得滴度为４－５ ×１０５ ｐｆｕ／ｕｇ 的λＺＡＰ 表达ｃＤＮＡ 文库．通过差异筛选法和质膜双向电泳验证了缺铁和加铁条件下ｃＤＮＡ 和质膜蛋白的差异     

二十一世纪新型纤维--蜘蛛丝

介绍了蜘蛛丝的形成、结构性能,利用生物技术开发蜘蛛丝的几种途径及应用前景。     

石斑鱼卵巢cDNA文库构建及脂肪酸结合蛋白克隆

应用SMARPTM技术构建了斜带石斑鱼Epinephelus coioides卵巢cDNA文库。所构建的cDNA文库滴度为4.5×106 pfu/mL,重组率为99％,扩增后文库的滴度为1.2×1010pfu/mL。把phagemid转化为质粒后,随机挑选60个阳性克隆进行酶切鉴定和测序。酶切结果表明:插入片段长度均在500~3 000 bp之间。测序结果经过生物信息学分析,发现其中一个克隆为脂肪酸结合蛋白(FABP)基因全长,并与人肝型(L)脂肪酸结合蛋白同源性最高,为70％。     

蜘蛛丝拉伸变形行为的力学模型

根据大腹园蛛牵引丝力学性能的结构机理及其聚集态结构和形态结构特征，初步建立了以皮芯层结构为基础的蜘蛛丝拉伸力学模型，分析了皮芯层比例及结构对蜘蛛丝纤维力学性能的影响。以层状复合材料的拉伸变形为依据，分析了蜘蛛丝纤维的拉伸断裂过程与皮芯层性能间的关系。     

基因重组蛛丝蛋白仿生纤维的制备研究

以甲酸为溶剂,制备质量浓度为70 g/mL基因重组蛛丝蛋白纺丝液.分别以甲醇、硫酸铵为凝固浴,经一段拉伸、二段拉伸制备仿生纤维,分析仿生纤维的水溶性、密度、比强度等物理和机械特性,并考察加入高分子材料聚乙烯醇及纤维后处理对纤维性能结构的影响.     

Conformational Transitions and Self-assembly of Regenerated Spider Silk Protein in Water

Spider silk, relying on its exceptional mechanical properties, has attracted extensive attention throughout the world. The structure of a material can influence its mechanical properties. Investigation of the structure of spider silk includes amino acid composition, molecular structure, self-assembly, and crystallization, among other characteristics. Herein, the effects of concentration, time, alkali metal ions （Na^＋and K ^＋ ） and pH on the conformational transition and self-assembly of regenerated Ornithoctonus huwena spider dragline silk protein （spidroin） in water were investigated using circular dichroism （CD） and atomic force microScopy （AFM）. Spidroin concentration, time and Na ＋ ions slightly influenced the conformational transition of spidroin molecules. However, K ＋ ions and pH induced the formation of a β- sheet structure. Increasing spidroin concentration or time increased the aggregation of spidroin and enhanced the formation of nanoffiaments. K ~ ions enhanced the serf-assembly of spidroin into nanofilaments. The self-assembled nanofilaments appeared at a pH of approximately 6. 11. Both lower and higher pH induced aggregation. At a lower pH, the aggregation was composed of nanopartides, whereas higher pH induced the aggregation of nanoffiaments, likely from the synergistic effect of Na ^＋ ions and pH.     

重组拖丝蛋白基因在大肠杆菌中表达条件的优化

对巳构建的重组蜘蛛拖丝蛋白基因表达菌株pNS2，以IPTG为诱导剂，建立最适表达条件．在LB培养基中添加质量分数为0．1％的甘氨酸和丙氨酸，菌体培养至密度A600＝0.5—0．7时加入浓度为0．2mmol/L的IPTG，诱导5h，可得到表达量占可溶性总蛋白质27．2％的较好结果．     

蜘蛛丝应力—应变行为的分子结构机理

利用激光拉曼光谱技术研究了大腹园蛛牵引丝、蛛网框丝和内层包卵丝的分子构象,分析了蜘蛛丝的分子构象差异对其应力-应变行为的影响,探索了蜘蛛丝优异力学性能的分子结构机理。     

Molecular Fundaments of Mechanical Properties of Spider Silk

Dragline, framework and cocoon silk fibers of Araneus Ventricosus were used for this study. To investigate the microstructure mechanisms of stress-strain behavior of spider silk, firstly, amino acid compositions were analyzed and molecular conformations and crystallinity were measured with Raman spectra and X-ray diffraction respectively. The results showed that there were more amino acids with large side groups and polar ones in spider silk than those of Bombyx silk, and the amino acid distribution varied with different spider silk. The molecular structures were mainlyα-helix and β-sheet, and random coil andβ-turn existed as well. The proportions and arrangement of these conformations of dragline silk were different from framework and cocoon silk fibers. Microstructure was one of important factors of excellent mechanical properties of spider silk. Crystallinity of spider silk was very low, which implied that the roles of crystal on spider silk were not as great as other protein fibers.     

蚕丝丝胶蛋白的利用研究

丝胶是球状蛋白，可从下茧，废丝中经高温脱胶，浓缩，干燥制得，也可从丝绸制造厂家排放的废水中大量提取，丝胶二级结构主要以无规卷曲结构为主和部分β构象，含有74．61％的极性侧链氨基酸，丝胶具有良好的吸放湿性能，抗氧化性，营养及保健功能，可用作合成纤维的涤层材料，化妆品和食品的添加剂，还可在医药，固定化酶载体，高分子材料和水泥浆添国剂等方面被开发利用，回收利用丝胶，对保护环境和增加经济效益具有重要意义。     

大腹圆蛛包卵丝的化学组成与物理机械性能

分析了大腹圆蛛包卵丝的氨基酸组成，包卵丝中极性氨基酸含量较高，小侧基氨基酸含量较少，利用SEM及计算机图像处理技术分析了大腹圆蛛包卵丝的形态结构特征，包卵丝的断面形状基本为圆形，包层包卵丝的细度约为内层包卵丝的2倍，并且外层包卵丝的纤维断面内有许多无规分布的纳米级孔隙，经冷冻干燥后，孔隙率增加了2倍左右，在此基础上，研究了大腹圆蛛包卵丝的拉伸机械性能，光泽和热性能，初步探索了性能的形成机理，大腹圆蛛内层包卵丝具有比其他功能蜘蛛丝和丝素纤维好得多的力学性能，其强度高，伸长率大，韧性好，包卵丝在光泽和热性能方面与蚕丝丝素纤维有一定的差异。