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            西南大學從家蠶中發現一種新型生物膠水-卵膠蛋白
            發表日期:2021/11/6 來源:中科瑞泰(北京)生物科技有限公司   訪問次數:

            2021年7月24日,生物材料學報《Acta Biomaterialia》(IF=8.947)在線發表了題為“Adhesive Property and Mechanism of Silkworm Egg Glue Protein”的研究論文,揭示了家蠶卵膠蛋白的粘接性能與機制。

            雌性昆蟲成蟲能夠在產卵的同時分泌卵膠,將卵牢牢地固定在特定的位置。對于植食性昆蟲來說,它們喜歡用卵膠將卵固定在寄主植物的葉片上,方便后代的取食。很多卵膠的主要成分是蛋白質,具有強大的粘接性能,使卵不受風吹雨打的影響,是一種具有潛在應用價值的生物膠水。然而,昆蟲卵膠蛋白的基因及蛋白質序列尙未有報道,其粘接性能的分子機制也不甚清楚。

            家蠶作為一種只取食桑葉的植食性昆蟲,其基因組早在2003年就已被西南大學所破譯,是研究昆蟲卵膠蛋白的良好材料。研究人員觀察到蠶卵腹面有一層透明薄膜狀的卵膠,發現卵膠蛋白的分子量高達300K道爾頓。通過多組學技術鑒定并拼接成功了編碼家蠶卵膠蛋白的全長基因序列。令人驚訝的是,家蠶卵膠蛋白中含有連續重復了346次的五肽序列。

            為了闡明卵膠蛋白的粘接性能及機制,研究人員從粘液腺或卵表面提取了卵膠蛋白,還利用大腸桿菌及畢赤酵母表達體系獲得了重組卵膠蛋白。通過圓二色譜和紅外光譜的方法發現家蠶的卵膠蛋白具有罕見的beta螺旋結構,其結構的形成具有濃度依賴性。beta螺旋結構是影響卵膠蛋白粘接性能的重要因素之一,如此彈性結構在被拉伸破壞過程中可以延伸很長的距離,通過耗散彈性勢能來抵消破壞卵膠與界面結合的力。

            研究人員通過糖染色和糖質譜發現家蠶的卵膠蛋白是糖蛋白,并且鑒定了具體的糖基化位點及糖鏈結構;進一步發現酵母表達的卵膠蛋白具有糖基化,而大腸桿菌表達的卵膠蛋白沒有糖基化,酵母表達的卵膠蛋白的粘接性能是大腸桿菌表達的卵膠蛋白的粘接性能的4倍之高,表明卵膠蛋白的糖基化也是影響卵膠蛋白粘接性能的重要因素。

            文章中糖蛋白的檢測使用了糖蛋白染色試劑盒(貨號:RTD6501)


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