中文摘要：

家蚕丝素是一种天然动物蛋白，近年来在生物医用材料领域越来越受到关注。作为组织修复用材料应具备与之匹配的生物力学性能和生物相容性，因而凝聚态结构调控及与细胞相互作用机制，是丝素蛋白用作生物材料前需研究的重要基础问题。为系统地阐明丝素蛋白结构控制、细胞功能的序列结构因素，本课题提出了采用基因重组技术，根据丝素肽链规整、重复、嵌段交替的组成特征，设计编码丝素蛋白的典型结构单元基因，通过基序组合、嵌段重组，采用原核或酵母系统表达重组蛋白（肽），系统分析研究各基序或基序组合对丝素蛋白分子构象形成的作用，与结晶结构形成的内在关系。选择皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和骨髓间充质干细胞作为典型细胞，研究基序或基序组合对细胞的黏附、增殖或分化作用，及对细胞因子分泌的影响，探索细胞作用的特异性位点及其机理。为丝素蛋白生物医用新材料的研制、拓展应用领域提供理论指导。

结论摘要：

蚕丝引起了国内外生物材料研究者的极大关注，但作为缺损组织修复材料使用还不够十分理想，不明白丝素是否有利于细胞相互作用的理论依据。为此，本项目采用基因工程技术研究了其主要序列的结构和生物学（与细胞作用）功能。具体工作如下 1、家蚕丝素蛋白重链非重复区肽段的制备与表征根据非重复区序列特征，设计并分段合成了非重复区基因序列f（1），编码非重复区类似物GAFDSESSAEGSSANAVPGFGSSGFDSESSAEGSGGNAVPGFGSGT，通过首尾连接加倍获得了2~12倍的延续片段f（2）~f（12），构建并筛选了pGEX系列的表达载体，获得了各种肽段GST-F（n）的稳定表达，重点探索了三种融合蛋白GST-F1、GST-F4和GST-F8的高效表达。质谱鉴定纯化后GST-F1、GST-F4和GST-F8以及释放的目的多肽F1、F4和F8的分子量与设计肽段的理论分子量一致，它们的等电点和氨基酸组成测定结果也与理论值相符合。结果说明了表达产物符合预期设计的目的序列。 2、家蚕丝素蛋白重链重复区与非重复区肽段的重组制备与表征完成了四种重复区典型肽段GA16、GS16、GY16和GV16与非重复区编码基因的重组克隆ga16f1、gs16f1、gv16f1、gy16f1、gs16f2、gs16f3、gs16f4、gs16f8和gs16f12，构建了各重组蛋白pGEX系列的表达载体，表达产物GA16F1、GS16F1、GV16F1、GY16F1及GS16F2、GS16F3、GS16F4、GS16F8、GS16F12获得了有效表达。重点探索了GST-GS16F1，GST-GS16F4、GST-GS16F8和GST-GS16F12的高效表达条件。质谱鉴定纯化后GST-GS16F1，GST-GS16F4和GST-GS16F8的分子量与理论计算值完一致，它们的等电点和氨基酸组成测定结果也与理论值相符合。结果说明了设计的重组蛋白得到了正确表达。 3、 结构与性质分析新鲜表达的F1难以形成稳定的分子构象，随着聚合度的增加，F8形成了典型的α-螺旋结构。超声波和恒温振荡处理后，分子构象向β-折叠转变，α-螺旋和无规卷曲的含量下降。多肽F1、F4和F8没有细胞毒性，多肽F1、F4和F8接枝于涤纶材料后，细胞粘附性明显提高，细胞粘附紧密、充分铺展；细胞增殖活性强。