桑蚕丝素蛋白初始结构对其矿化作用的影响.pdfVIP

2007 年第 65 卷 化 学 学 报 Vol. 65, 2007 第 7 期, 635～639 ACTA CHIMICA SINICA No. 7, 635～639 ·研究论文· 桑蚕丝素蛋白初始结构对其矿化作用的影响 姚菊明*,a 魏克民 b 励 丽 a 孔祥东 c 祝永强 b 林 凤 a (a 浙江理工大学材料与纺织学院 教育部先进纺织材料与制备技术重点实验室 杭州 310018) (b 浙江省中医药研究院 杭州 310007) (c 浙江理工大学生命科学学院 杭州 310018) 摘要 以碱金属离子诱导桑蚕丝素蛋白溶液发生构象转变, 研究了蛋白质初始结构对其矿化作用的影响. FT-IR, XRD 和 SEM 等测试结果显示, 未经任何处理的桑蚕丝素蛋白溶液矿化后形成片状复合物, 其无机相以二水磷酸氢钙 (DCPD)为主; 而经过 K＋和Na＋金属离子处理后, 桑蚕丝素溶液的结构由无规线团/螺旋构象向β -折叠发生转变, 矿化后 成纤维状, 并相互结合呈现纳米级的三维多孔结构, 其无机相以热力学稳定的羟基磷灰石(HA)为主. 可以认为, 丝素 蛋白结构转化为较伸展的 β -折叠后, 使得更多的亲水基团暴露在外面, 在丝素蛋白分子不断凝聚成纤过程中, HA 结晶 快速生长并附着在这些微纤上, 最终形成纤维状的丝素蛋白/HA 复合物. 该结果为阐明蛋白质的生物矿化过程及其调 控机理提供了理论依据, 同时可以从矿化复合物的形成来反映这些微量元素可能对骨组织形成的影响, 为临床骨组织 的修复提供一定的参考. 关键词 桑蚕丝素; 碱金属离子; 磷酸钙; 羟基磷灰石; 生物矿化; 蛋白质结构 Effect of Initial Bombyx mori Silk Fibroin Structure on the Protein Biomineralization YAO, Ju-Ming*,a WEI, Ke-Minb LI, Lia KONG, Xiang-Dongc ZHU, Yong-Qiangb LIN, Fenga (a The Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology of Ministry of Education, College of Materials and Textile , Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018) (b Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine, Hangzhou 310007)