蚕丝蛋白在医用仿生材料上的应用

根据蚕丝蛋白的组成和结构,以及其生物学特性,综合蚕丝蛋白在医用仿生材料应用方面的研究进展,着重阐述了蚕丝蛋白在人造组织、器官上的应用,为更好地利用作为医用仿生材料的蚕丝蛋白提供了参考。     

蚕丝的基础研究与应用: 从纤维到蛋白质的转型

蚕丝服饰制品兼具华丽的外观与舒适的体感,因而能数千年绵延不衰。进入现代,蚕丝纤维的基础研究在揭示蚕丝优良本质的同时,也促进了蚕丝纤维的改性研究与应用。自从蚕丝蛋白的可塑性被发现后,蚕丝华丽转身为了各式各样的功能材料,在传统服饰行业外的诸多高新产业领域展示了广阔的应用前景。深入研究蚕丝蛋白的组成及其特性的分子机制,不但是丝绸产业发展的科学理论根基,也是蚕丝应用于其他功能材料创制的重要基础。最新的蛋白质组学研究结果表明,蚕丝是一个组分非常复杂的蛋白质复合体,除了早先明确的丝素和丝胶外,还发现了很多具有生物学活性的蛋白质成分。这一发现不但让人们重新认识了蚕丝的组成,也为蚕丝"天衣"的诸多优良品质提供了分子水平的解释。随着对蚕丝蛋白功能与活性的深入研究,将促进蚕丝在医药材料、保健、美容等领域的广泛应用,提升蚕丝产品的附加值。本文简要回顾从蚕丝纤维到蚕丝蛋白的基础研究与应用进展,介绍了新的蚕丝蛋白组分的鉴定和功能研究成果,并就新型蚕丝产品的开发以及蚕丝产业未来的转型与发展进行了分析和展望。     

蚕丝蛋白在非绢丝领域的研究进展

介绍了蚕丝蛋白的组成,概述了蚕丝蛋白在食品、医药医疗、化妆护肤品、生物工程、环保、轻工业领域的研究进展。     

应用红外光谱技术分析蚕丝织物酸水解老化过程的结构变化及对强度的影响

以蚕丝断裂强力作为蚕丝织物酸水解老化样品老化程度的考核指标,利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术和红外光谱去卷积拟合技术考察样品丝蛋白一级、二级结构的变化,分析丝蛋白β-折叠结构变化对蚕丝织物断裂强力的影响,同时利用X射线衍射(XRD)技术测试分析样品丝蛋白结晶度变化,以此探讨蚕丝织物的老化规律及老化机制。结果表明,随着蚕丝织物酸水解老化处理时间延长和氢离子浓度增加,丝蛋白的β-折叠结构相对含量呈下降趋势,而蚕丝织物断裂强力随老化处理时间的变化规律与丝蛋白β-折叠结构相对含量的变化有一致性。进一步分析蚕丝织物断裂强力变化曲线区域特性,发现丝蛋白β-折叠结构相对含量的变化是引起蚕丝织物断裂强力变化的主要原因,并且对样品丝蛋白结晶度的测试结果佐证了上述观点。     

家蚕丝素重链表达系统表达外源蛋白的应用研究进展

家蚕丝腺拥有出色的丝蛋白合成能力，家蚕又具有容易饲养、生长周期短等优点，利用家蚕丝腺来生产大量有价值的蛋白，生产出的重组蛋白可在生物、医药、材料学等领域广泛应用，所以家蚕丝腺是一种理想的生物反应器。高效表达系统的构建是家蚕丝腺生物反应器产生重组蛋白的关键步骤之一。为了构建出更加优良的表达系统，结合国内外研究进展，对家蚕丝素重链表达系统的建立、发展与应用情况进行综述，为该系统的深入研究与应用提供参考。     

蚕丝蛋白带电荷数的研究

蚕丝蛋白在不同pH介质中的带电荷数对蚕丝织物染色、接枝改性等具有重要影响。采用蚕丝蛋白中极性氨基酸残基的电离常数计算了家蚕丝素蛋白、丝胶蛋白和柞蚕丝素蛋白所带电荷数与介质pH变化的关系,并通过测定蚕丝蛋白带电荷数与其丝绸试样对阴离子染料(活性艳蓝X-BR 140%)和十六烷基三甲铵吸附量的变化进行了验证。结果表明:家蚕丝素蛋白和丝胶蛋白在pH1～3时带正电荷、pH4～14时带负电荷,柞蚕丝素蛋白在pH1～4时带正电荷、pH5～14时带负电荷,家蚕丝素蛋白、丝胶蛋白和柞蚕丝素蛋白的等电点分别为3.6、3.3、4.2;家蚕丝素蛋白和丝胶蛋白的电荷急剧变化的区域在pH3～5和pH9～11,柞蚕丝素蛋白的电荷急剧变化的区域在pH2～4和pH9～11;家蚕和柞蚕丝蛋白在不同带电荷数时对阴离子染料和十六烷基三甲铵吸附量的实验值和理论值基本一致,蚕丝蛋白带电荷数随pH变化的理论计算结果可靠。     

蚕丝氨基酸的组成与功能

蚕丝由丝素和丝胶构成,蚕丝蛋白质是由18种氨基酸组成.蚕丝脱胶后的丝素蛋白经酸、碱或酶水解后可获得对人体具有营养、保健、医药和生理功能的多肽和氨基酸混合物.蚕丝蛋白不同分子量的降解物对人体有不同的生理功能,而作为最基本的构成单位--氨基酸的功能,已越来越为人们所认识.现将蚕丝蛋白氨基酸组成、特征及对人体的作用等相关研究作一阐述.     

家蚕丝素蛋白抗氧化肽的制备及其稳定性研究

利用碱性蛋白酶水解家蚕丝素蛋白制备抗氧化肽,考察水解pH、水解时间、加酶量、底物浓度、水解温度5个因素对水解产物DPPH自由基清除率的影响,在此基础上采用响应面试验优化水解工艺条件,并调查家蚕丝素蛋白抗氧化肽对热、酸、碱和体外肠道消化的稳定性,测定不同分子质量范围的家蚕丝素蛋白水解产物组分的抗氧化活性.结果 表明,碱性蛋白酶水解制备家蚕丝素蛋白抗氧化肽的最优工艺条件为水解pH 8.69、水解时间60 min、加酶量3035 U/g、底物(丝素蛋白)质量浓度26.80 g/L、水解温度53.89℃,在此条件下制备获得的家蚕丝素蛋白抗氧化肽对DPPH自由基的清除率为55.16％.家蚕丝素蛋白抗氧化肽具有良好的热稳定性;在中性环境中抗氧化活性很稳定,但在强酸和强碱环境中抗氧化活性明显降低;经体外模拟胃肠道消化后,对DPPH自由基的清除率比未消化处理对照组提高了9.43百分点.分子质量小于5 kD组分是家蚕丝素蛋白抗氧化肽的主要活性组分.研究结果为家蚕丝素蛋白功能产品的开发提供了试验依据.     

再生蚕丝蛋白纤维研发综述

简要介绍了国内外再生蛋白纤维的研发现状,叙述了再生蚕丝蛋白纤维的研发价值、工艺技术,分析了再生蚕丝蛋白纤维的市场前景,以及开发应用中遇到的问题。     

蚕桑资源多元化利用讲座(6)

正5蚕丝的利用蚕丝由丝素蛋白和丝胶两部分组成,丝胶包在丝素蛋白的外部,约占重量的25%,丝素蛋白是蚕丝中主要的组成部分,约占重量的70%,蚕丝中还有5%左右的杂质。丝素蛋白中包含18种氨基酸,其中侧链较为简单的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占总组成的85%,三者的摩尔比为4∶3∶1。丝素结构较为简单,就一级结构而论,经常出现一些序列相同或相似的重复肽     

浅谈蚕丝蛋白生物高分子材料的应用

文章分别从丝素与丝胶两方面论述了蚕丝蛋白生物高分子材料应用中的优异性,以及材料使用存在的缺陷.并提出通过合成材料的方法来帮助提升材料使用稳定性,为接下来的蚕丝蛋白生物高分子材料开发应用创造稳定条件,达到更加理想的使用效果,促进蚕丝蛋白全面开发.     

蚕丝及蚕丝织物的改性研究综述

蚕丝及蚕丝织物的改性是为了克服天然蚕丝蛋白纤维自身的性能缺陷或赋予其新的功能,达到改善蚕丝及蚕丝织物的服用性能并适合不同用途的目的。蚕丝及其织物改性的方法有物理方法、化学方法、养蚕添食法和分子生物学方法。其中,物理方法主要采用等离子体技术、高温或低温处理以及辐照处理等进行改性;化学方法是利用蚕丝蛋白分子链上的活性基团,通过化学反应引入目的功能基团、单体或大分子链,从而改变蚕丝性能;养蚕添食法是在家蚕幼虫饲养过程中添食色素、荧光材料或金属纳米颗粒,获得改性蚕丝;分子生物学方法则是基于转基因技术或基因编辑技术让家蚕吐出具有特殊性能的茧丝。本文综述近年来利用上述几种方法,尤其是利用分子生物学技术进行蚕丝及蚕丝织物改性研究取得的重要进展,在此基础上分析了这几种方法各自的特点、适用范围,并展望了未来蚕丝及蚕丝织物改性研究的发展方向。     

家蚕蚕丝蛋白护肤功效探讨

皮肤的护理是当今人们关注的一大热点。皮肤受到环境因素影响而出现的干燥、皱纹、弹性丧失、色素沉积等症状一直是人们亟待解决的问题。蚕丝蛋白因其丰富的官能团而具有极好的生物相容性,拥有保湿、抗氧化、延缓衰老、美白防晒等护肤功效。文中总结了蚕丝蛋白的各种护肤性能的原理和其优势,并展望了蚕丝蛋白基护肤产品今后的研究发展方向。     

黑寡妇蜘蛛牵引丝单一多聚序列对蚕丝性能改良的研究

蚕丝性能的优劣决定了蚕丝的价值和使用领域。本研究人工设计和构建了包含蜘蛛丝MaSp1基因中的32倍type1序列(32×MT1)和红色荧光蛋白表达框的piggyBac转基因质粒pBac[DsRed-32×MT1],通过显微注射家蚕品种兰10蚕卵获得了能够稳定遗传的转基因家蚕品系pBac-32×MT1。经荧光显微镜筛选、插入位点分析、mRNA表达丰度检测以及茧壳蛋白检测,证明了转基因家蚕能够表达融合了蛛蛛丝蛋白和轻链蛋白的重组丝。扫描电镜观察显示,转基因家蚕茧壳和丝纤维表面的形态和结构与野生型蚕品种兰10相近。傅里叶转换红外光谱去卷积分析表明,转基因家蚕丝蛋白二级结构中与丝应力有关的β折叠含量达到63.6%,而野生型品种兰10丝蛋白的β折叠含量约为20%。蚕丝机械性能测定表明,转基因家蚕蚕丝的应力、应变和韧性比野生型家蚕丝分别提升了27.7%、10.7%和45.2%。上述结果表明,在家蚕基因组中导入MaSp1基因的type1单一多聚序列能显著增强重组丝的综合力学性能。     

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,     

蚕丝的纤维化机理研究

本文阐明了以蚕丝蛋白的凝胶－溶胶转移和液晶态，拉伸与液晶的组合纺丝而纺成蚕丝纤维的机理。     

蚕丝蛋白的分子生物学

蚕丝蛋白的分子生物学志村宪助（日本东北大学名誉教授）蚕丝，作为典型的天然蛋白质纤维很早就引起自然科学一些领域学者们的兴趣，进行了许多的研究。但是，蚕丝的主体成分丝心蛋白（Ｆｉｂｒｏｉｎ，又叫丝素），因为它是由数种氨基酸残基的重复构造所组成的分子量约３...     

家蚕丝素蛋白对大鼠胆固醇代射的影响

研究了经酸解后制得的家蚕丝素蛋白氨基酸组成以及对高血脂实验鼠血清和肝脏内胆固醇及转氨酶的活性变化的影响。结果表明：所得的家蚕丝素蛋白粉氨基酸组成丰富，其中甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸含量占全部氨基酸总量的95%；家蚕丝素蛋白能显著地降低血清胆固醇含量和谷草转氨酶及谷丙转氨酶活性，提高动物肝组织中的胆固醇浓度和谷丙转氨酶的活性。     

比较不同种类蚕丝的结构:探究蚕丝结构和性能的关系

近年来蚕丝因其具有良好的机械性能、生物相容性和潜在的应用价值在生物医学领域引起了广泛关注。然而,对蚕丝分子结构的研究和对蚕丝良好机械性能与蚕丝蛋白结构间关系的探究仍太少。美国亚利桑那州立大学的GUOC等研究者比较了4种家蚕品系(家蚕、柞蚕、蓖麻蚕、琥珀蚕)的蚕丝结构。比较不同种类蚕丝的形态、机械性能、氨基酸组成、纳米结构和分子结构用到的技术包括扫描电子显微镜、同步辐射X-射线、傅里叶变换光谱学和核磁共振。并且,GUOC等研究者通过将蚕丝分子结构特征和机械性能关联对蚕丝结构-性能的关系进行了讨论。结果显示蚕丝中大量的β-折叠结构和高结晶度使其具有很高的杨氏模量,而当β-折叠结构很少时,蚕丝就具有很好的延展性。     

蚕丝粉的美容功效

蚕丝作为一种天然动物蛋白质,与人体皮肤和毛皮具有很大的相似性,蚕丝蛋白相对于其他植物蛋白来说,也更易于被人体皮肤吸收,起到保湿、美白及护肤功效。原理其实很简单,蚕丝蛋白是一种完全蛋白质,含有人体所需的各种氨基酸,对人体皮肤和毛发有很好的修复和营养作用。其中含量较多的酪氨酸和苯丙氨酸等对紫外线有很好的吸收作用,具有防晒护肤功