蚕丝纤维力学性能改良研究取得新进展

<正>近日,家蚕基因组生物学国家重点实验室夏庆友教授领衔的家蚕功能基因组研究团队在美国化学协会(American Chemical Society)主办的生物高分子材料学国际权威杂志《Biomacromolecules》(最新JCR影响因子为5.75)上,在线发表了题为"Modifying the mechanical properties of silk fiber by genetically disrupting the ionic environment for silk formation"的研究论文,详述了该研究团队在蚕丝纤维力学性能改良方面取得的最新研究成果。     

张小宁副教授课题组在通过添食法改性蚕丝研究方向上取得新突破

2021年9月3日,国际著名期刊Composites Science and Technology(中科院分区大类一区,IF2020=8.528)在线发表西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院张小宁副教授课题组的研究论文"Feeding silkworms with HPMC dispersed MoO2 NPs:An efficient strategy to enhance the supercapacitance performance of carbonized silk".     

纳米TiO2/丝素蛋白多孔材料的结构和性能

将不同配比的纳米TiO2加入到丝素溶液中,经过冷冻干燥,得到纳米TiO2/丝素蛋白多孔材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)对材料进行了表征及溶失率的测试,结果表明:纳米TiO2/丝素多孔材料的内部孔为不规则的多角形,且孔与孔相互贯通,平均孔径为22~68μm,孔隙率为85%~92%;随着纳米TiO2加入量的增大,丝素蛋白的结晶结构从silkⅠ向silkⅡ构象转变,在水中的溶失率明显下降。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 YAZAWA K,MALAY A D,IFUKU N,ISHII T,MASUNAGA H,HIKIMA T,NUMATA K.Combination of amorphous silk fiber spinning and postspinning crystallization for tough regenerated silk fibers.Biomacromolecules,2018.DOI:10.1021/acs.biomac.8b00232题目非结晶丝纤维纺丝与纺后结晶复合处理生产高强度人造丝纤维摘要利用再生丝素蛋白溶液的人造纺丝系统适用于生产高性能丝纤维。日本理化研究所YAZAWA等之前的研究结果显示,利用醇类试剂(如甲醇或乙醇)凝聚丝素蛋白溶液所产生的丝纤维,与天然蚕丝纤维相比力学性能较差。这是因为醇类凝结剂能诱导丝素蛋白分子快速形成β-折叠结晶,但会抑制β-折叠晶体随     

家蚕生物反应器研究进展(Ⅰ) 国外重要学术期刊发表论文简介

<正>1重组蛋白表达系统及其优化1.1 Ai-chun Zhao,Tian-Fu Zhao,Yuan-Song Zhang,Qing-You Xia,Cheng Lu,Ze-Yang Zhou,Zhong-Huai Xiang,M.Nakagaki.New and highly efficient expression systems for expressing selectively foreign protein in the silk glandsof transgenic silkworm.Transgenic Research,2010,19(1):29-44     

丝蛋白的合成

家蚕丝腺细胞在幼虫期的一个短暂发育的时期合成大量的丝蛋白(silk proteins),丝心蛋白(fibroin)和丝胶蛋白(sericin),丝蛋白的主要成分丝心蛋白是专门在后部丝腺中合成的,而丝胶蛋白则在中部丝腺合成。两种蛋白质都具有独特的,容易鉴别的氨基酸成分。     

近期国外重要学术期刊发表的蚕桑学相关论文简介

正1.James Sparkes,Chris Holland.(The Natural Materials Group,Department of Materials Science and Engineering,The University of Sheffield,Sir Robert Hadfield Building,Mappin Street,Sheffield,South Yorkshire,UK).Analysis of the pressure requirements for silk spinning reveals a pultrusion dominated process.Nature Communications,2017,8(1):594.题目:压力需求分析揭示了挤压成型是产丝的     

功能蚕丝的遗传改造取得突破

<正>2014年6月28日,西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室家蚕功能基因组研究团队在生物材料国际权威杂志《Acta Biomaterialia》(Impact Factor:5.093;5-Year Impact Factor:5.378,Rank 2in MATERIALS SCIENCE,BIOMATERIALS)上在线发表了题为“Advanced silk material spun by a transgenic silkworm promotes cell proliferation for biomedical application”的研究论文,详述了团队在蚕丝遗传改造方向取得的最新研究成果。     

EDC诱导丝素蛋白制备水稳定性和延展性增强的丝素膜

为拓展丝素蛋白(silk fibroin, SF)膜在皮肤组织工程中的应用,文中通过制备含有一定比例交联剂1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(1-ethyl-3-(3-dimethylamino-propyl) carbodiimide, EDC)的SF水溶液,得到了水稳定性和延展性增强的丝素蛋白膜,并对所得丝素蛋白膜的溶失率、力学性能、交联度和二级结构进行了表征和分析。与纯SF膜(silk fibroin film, SFF)相比,EDC处理的SF膜(SFF-EDC)的溶失率从98.2%大幅下降到6.1%;力学性能方面,按EDC∶SF质量比为10∶100制备的丝素膜SFF-10EDC的断裂伸长率达到170.97%,是SFF的60倍;EDC可引起SF链分子内和分子间酰胺键的形成,促进SF分子构象从无规卷曲转变为β折叠结构。结果表明,在与SF的相互作用中EDC不仅可作为交联剂,还可作为增塑剂。该研究为构建柔性SF膜提供了新方法。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

<正>1 ZHOU Q Z,FU P,LI S S,ZHANG C J,YU Q Y,QIU C Z,ZHANG H B,ZHANG Z.A comparison of co-expression networks in silk gland reveals the causes of silk yield increase during silkworm domestication. Front Genet,2020,11:225.DOI:10.3389/fgene.2020.00225题目家蚕与野蚕丝腺共表达网络的比较分析揭示了家蚕驯化过程中丝产量增加的原因摘要长期驯化和选择性育种使家蚕的产丝量是其野生祖先野桑蚕产丝量的几倍。然而,人们对驯化过程中蚕丝产量增加的分子机制知之甚少。根据家蚕和野蚕丝腺功能分化的动态模式,重庆大学ZHOU等发现在丝腺发育的早期和中期,家蚕中的表达上调基因主要涉及与细胞分裂和生长相关的DNA整合、核酸结合和转运蛋白活性,这导致家蚕的后部丝腺(PSG)细胞(丝蛋白合成"工厂")显著多于野蚕。在丝腺发育的后期,家蚕中的表达上调基因在蛋白质加工和核糖体途径富集,表明在家蚕驯化过程中蛋白质合成效率得到了提高。虽然家蚕丝腺中的丝素蛋白合成增加,但丝胶蛋白的产量也同时减少。这反映了家蚕和野蚕处于不同的选择压力下。重要的是,发现家蚕丝蛋白基因共表达的网络比野蚕的大。此外,在家蚕中与丝蛋白基因共表达的基因比在野蚕中更多地受到人工选择。研究结果表明,在家蚕驯化过程中,蚕丝产量的增加与生物系统的改善有关,该系统不仅包括蛋白质合成"工厂"(PSG细胞)的扩大,还包括丝蛋白基因和丝生产相关基因(如生物能量、运输和核糖体途径基因)的高表达。     

丝蛋白研究进展 国外重要学术期刊发表论文简介

<正>1 Glareh Askarieh,My Hedhammar,Kerstin Nordling,Alejandra Saenz,Cristina Casals,Anna Rising,Jan Johans-son,Stefan D.Knight.Self-assembly of spider silk proteins is controlled by a pH-sensitive relay.Nature,2010,465:236-238题目蜘蛛丝蛋白的自组装由一个pH敏感的结构调控摘要蜘蛛丝是自然界中一种高性能的聚合物,由蛛丝蛋白组成。这种特殊的蛛丝蛋白以高浓度的流体形式储存在丝腺中。蛛丝蛋白含有大量的重复片段,两端是保守的非重复区域。蛛丝蛋白重复区域间分子内     

家蚕生物材料研究进展(Ⅰ) 重要外文学术期刊发表论文简介

<正>1 Biman B.Mandal,Ariela Grinberg,Eun Seok Gil,Bruce Panilaitis,David L.Kaplan.High-strength silk proteinscaffolds for bone repair.Proceedings of the National Academy of Sciences USA,2012,109(20):7699-7704题目高强度丝蛋白骨修复支架摘要用于骨组织再生的生物材料是整形外科研究的主要焦点之一。然而,由于未能解决诸如承载骨移植时的抗压强度等关键问题,现在可供利用的高分子材料很少。美国塔夫茨大学Mandal等人开发出一种高抗压强度(水合状态下约13 MPa)的高分子骨骼复合材料,这种材料是基于丝蛋白-蛋白界面结合形成的。利     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 SATO M,KITANI H,KOJIMA K.Development and validation of sc Fv-conjugated affinity silk protein for specific detection of carcinoembryonic antigen[J].Sci Rep,2017,7(1):16077题目利用单链抗体交联亲和蚕丝蛋白研制特异性癌胚抗原诊断试剂摘要用于医学诊断试剂的单克隆抗体(MAbs)生产成本昂贵,这主要是因为绝大多数单克隆抗体都是用杂交瘤细胞生产的。日本农业与食品产业技术研究机构的SATO等利用转基因家蚕生产出一种新型的亲和蚕丝蛋白,并对其在癌症诊断方面的应用进行了研究。构建的转基因家蚕可在蚕茧中表达丝素轻链和癌胚抗     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 KIM S R,KWAK W,KIM H,CAETANO-ANOLLES K,KIM K Y,KIM S B,CHOI K H,KIM S W,HWANG J S,KIM M J,KIM I,GOO T W,PARK S W.Genome sequence of Japanese oak silk moth,Antheraea yamamai:the first draft genome in family Saturniidae[J].Gigascience,2018,7(1):1-11题目天蚕的基因组图谱摘要天蚕(Antheraea yamamai)又称日本柞蚕,是天蚕蛾科的一种野生绢丝昆虫。天蚕分泌的蚕丝与家蚕丝相比,纤度、压缩弹性和耐化学腐蚀性等性能均有所不同。天蚕丝的这些特性使其在生物技术、医药等多     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 MA S Y,XIA X J,LI Y F,SUN L,LIU Y,LIU Y Y,WANG X G,SHI R,CHANG J S,ZHAO P,XIA Q Y.Increasing the yield of middle silk gland expression system through transgenic knock-down of endogenous sericin-1.Mol Genet Genomics,2017,292(4):823-831题目利用转基因技术下调丝胶蛋白sericin-1的表达提高家蚕丝腺表达系统中外源蛋白质的产量摘要迄今为止已建立了多种转基因生物反应器来满足日益增长的外源重组蛋白表达需求。家蚕丝腺是一种潜在的可商业化应用,大规模、低成本生产重组蛋白的高效生物反应器。但是,由于用现有家蚕丝腺表     

家蚕蛋白质数据检索系统

蛋白质组研究对于基因功能的阐释具有极其重要的作用。为了使研究者方便快捷地查询到家蚕蛋白质组数据,以已鉴定的家蚕蛋白质数据为基础,在NetBeans 6.5开发环境中,于Rails 2.2.2编写框架下采用ruby 1.8.6语言,利用MySQL数据库实现对数据储存与调用,构建了家蚕蛋白质数据检索系统(http:∥www.silk2db.org:3000)。该系统不仅收录了已鉴定家蚕蛋白质的基础信息,还收录了试验条件、质谱峰图、肽段检索参数和参考文献等信息。研究者可以根据试验名称、家蚕组织或器官名称、登录号、蛋白质的等电点和分子质量范围等实现对这些蛋白质相关信息的快速查询。该系统数据可为家蚕基因功能研究提供有益信息和重要支撑,并能为家蚕蛋白质组学试验方法的探索与改进提供线索。     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

<正>1 OTSUKI R,YAMAMOTO M,MATSUMOTO E,IWAMOTO S I,SEZUTSU H,SUZUI M,TAKAKI K,WAKABAYASHI K,MORI H,KOTANI E.Bioengineered silkworms with butterfly cytotoxin-modified silk glands produce sericin cocoons with a utility for a new biomaterial[J].Proc Natl Acad Sci USA,2017,114(26):6740-6745题目采用转基因技术构建丝腺中表达菜粉蝶细胞毒素蛋白的转基因家蚕可生产不含丝素蛋白的丝胶茧摘要通过遗传操作造成生物体的某些组织功能缺陷,对于各种生物应用及机制研究十分重要,但相关研究进展缓慢,首先必须解决在生物体活细胞中表达细胞毒素等蛋白质的技术难题。菜粉蝶细胞毒素蛋白P1A与凋亡诱导剂pierisin-1同源,但具有比pierisin-1更低的DNA ADP核糖基转移酶活性。在家蚕培养细     

重要外文学术期刊发表蚕学论文简介

正1 YAZAWA K,ISHIDA K,MASUNAGA H,HIKIMA T,NUMATA K.Influence of water content on theβ-sheet formation,thermal stability,water removal and mechanical properties of silk materials.Biomacromolecules,2016,17(3):1057-1066题目水分含量对家蚕丝素蛋白膜的热稳定性和脱水性能及机械性能的影响摘要家蚕丝具有卓越的机械性能且质地轻盈,通常作为纺织服饰材料,而要将家蚕丝作为一种结构材料应用于工业领域,则需对其热性能、机械性能等进行深入研究。已知水分子会影响蚕丝的玻璃态转化,但水分含量对蚕丝其他热性能的影响尚不清楚。日本理化研究所YAZAWA等以家蚕丝为材料制备了不同水分含量的丝素蛋白膜,调查水分含量对丝素蛋白膜的结晶度、热失重性能及脱水过程的影响。热失重分析表明,