重組類人膠原蛋白的制備結(jié)構(gòu)表征及性能分析.pdf

1、膠原蛋白是動物體內(nèi)重要的結(jié)構(gòu)蛋白之一。由于具有獨(dú)特的三股螺旋結(jié)構(gòu)，使其具備了優(yōu)良的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定；同時，膠原蛋白具有良好的生物相容性和生物可降解性。這些性質(zhì)決定了它在生物醫(yī)用材料中的廣泛應(yīng)用前景。但是，近年來研究發(fā)現(xiàn)，來源于動物體的膠原蛋白存在若干隱患，如從動物體內(nèi)提取的膠原蛋白可能攜帶該動物體內(nèi)的某些病毒，這樣會帶給人類交叉感染；另外動物來源的蛋白在人體內(nèi)可能會有免疫排斥反應(yīng)，這些問題就限制了膠原蛋白的應(yīng)用。 針對此問題，本

2、論文提出了一種非動物來源的合成方法，以避免上述問題的發(fā)生。該方法是利用基因重組技術(shù)及生物工程的手段，在膠原蛋白結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了系列重組類人膠原蛋白，并利用大腸桿菌進(jìn)行表達(dá)。由于原核生物--大腸桿菌缺少翻譯后的修飾作用，因此，合成的重組蛋白穩(wěn)定性相對較差。本研究中，我們在重組蛋白設(shè)計(jì)時，在其C末端引入了一段Foldon功能片段。該Foldon片段來自某一噬菌體纖維蛋白的N末端，該噬菌體纖維蛋白的組裝類似于膠原蛋白，而Fold

3、on區(qū)域的作用是促進(jìn)該蛋白的組裝和穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)。通過基因重組和發(fā)酵技術(shù)，我們在大腸桿菌中成功地表達(dá)了四種具有不同分子量大小的重組類人膠原蛋白，MS結(jié)果顯示，蛋白的氨基酸組成與我們所設(shè)計(jì)的序列完全一致。FTIR結(jié)果顯示，類人膠原蛋白具有與天然膠原蛋白相同的結(jié)構(gòu)特征，即形成三股螺旋結(jié)構(gòu)；DSC和TG等分析結(jié)果顯示，通過Foldon片段的引入，類人膠原蛋白的熱穩(wěn)定性得到了明顯提高。同時，本研究對所獲得的重組類人膠原蛋白的生物相容性進(jìn)行了分析。結(jié)

4、果顯示，類人膠原蛋白對人骨肉瘤細(xì)胞MG-63的生長具有明顯的抑制作用，而對小鼠的成纖維細(xì)胞L929具有很好的促進(jìn)粘附和增殖作用，與天然膠原蛋白極其相似。 本論文所合成的類人膠原蛋白，一方面具有天然膠原的特性，即三股螺旋結(jié)構(gòu)以及對正常細(xì)胞良好的生物相容性，同時，對骨肉瘤細(xì)胞的生長具有抑制作用，是由于三股螺旋中含有豐富RGD序列，它能競爭性的與腫瘤細(xì)胞膜上的整合素結(jié)合，從而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，促進(jìn)其凋亡。雖然其對MG-63的抑制機(jī)理有