白脊藤壶藤壶胶蛋白功能位点的解析及粘附机理研究

藤壶胶蛋白是从海洋附着生物-藤壶体内分泌出来的具有极强粘合性、优异防水性、高稳定性以及无毒性的粘附蛋白，在防水生物粘合剂方面具有广泛的应用前景。白脊藤壶(Balanus albicostatus)是一种广泛分布在我国沿海的海洋附着生物，对其藤壶胶蛋白粘附机理的研究还未见报道。本项目以白脊藤壶为研究对象，通过PCR和RACE方法获得白脊藤壶胶蛋白相关基因序列，利用突变的方法对藤壶胶粘附蛋白的结构、功能区域和功能基团进行详细分析，深入研究藤壶胶粘附蛋白氨基酸组成、蛋白质结构与粘附功能的关系，对阐明藤壶胶蛋白无蛋白翻译后修饰的新型粘附机理具有重要意义，可为分子设计合成具有粘附功能的肽基材料提供理论基础，为开发天然的、具有高强度粘附活性的新型医用生物粘合剂提供科学依据。

藤壶胶蛋白是从海洋附着生物-藤壶体内分泌出来的具有极强粘合性、优异防水性、高稳定性以及无毒性的粘附蛋白，在防水生物粘合剂方面具有广泛的应用前景。白脊藤壶(Balanus albicostatus)是一种广泛分布在我国沿海的海洋附着生物，对其藤壶胶蛋白粘附机理的研究还未见报道。本项目以白脊藤壶为研究对象，通过PCR和RACE方法获得白脊藤壶胶蛋白20K成熟蛋白基因，19K表达序列标签以及3‘末端序列，通过原核基因表达技术成功表达白脊藤壶胶20K蛋白；利用藤壶胶粘附蛋白20K是由四个重复片段组成，通过基因工程的方法，将第四个重复片段进行重复克隆获得了类藤壶胶20K蛋白的20KR4蛋白以及半胱氨酸残基突变为丝氨酸残基的类藤壶胶20K突变体蛋白20KS4。通过圆二色、石英晶体微天平、粘附功以及XPS等方法分析了三种蛋白结构、粘附功能以及在不同材料表面的粘附差异，我们不仅获得了具有较好粘附性能的白脊藤壶胶粘附蛋白20K，还通过分子设计获得了与白脊藤壶胶粘附蛋白20K有相似功能的类藤壶胶20K蛋白20KR4，通过与半胱氨酸残基突变体20KS4蛋白的功能比对，发现半胱氨酸残基对藤壶胶20K蛋白的结构稳定以及粘附功能起到关键作用。这为开发更多具有高粘附活性的新型肽基医用生物材料提供理论依据。