【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于蛋白质工程领域，具体涉及一种分子量和自组装性能提升的蛛丝蛋白二聚体的制备方法。
技术介绍
1、蛛丝是一种天然存在的高强度纤维，根据所生成的腺体，分为主壶腹腺丝，次壶腹腺丝等。其具备生物相容性好，拉伸强度高，延展性好，环境友好等优势，是性能优良的天然材料之一。但是，蜘蛛具有残食性，难以大规模饲养以获取大量的天然蛛丝蛋白，异源合成是获取蛛丝蛋白的有效途径。
2、蜘蛛的主壶腺丝蛋白masp具有非常高的分子量(250-350kda)，它核心结构域中含有大量的甘氨酸和丙氨酸残基，并由几十上百个19～46氨基酸的短重复单元组成，每个短重复单元包含数量不等的polya(即an)、(ga)n、ggx和gpggx等重复基序，其这些重复基序在成丝过程中赋予了蛛丝纤维优良强度的同时也保持了一定的弹性。许多研究均认为分子量大小是蛛丝出色的机械性能的关键决定因素之一。但同时正因为天然蛛丝蛋白的这些特点，如基因gc含量高、重复核心区氨基酸序列高度重复、特定氨基酸含量高以及分子量大等均给异源表达带来了较大的困难。
3、近年，han等人在cyrtophora moluccensis发现的一种新型短主壶腹蛛丝蛋白(masp1s)，与天然的masp相比，它的核心结构域并不具备可以形成力学性能优异的纤维，它的分子量低40kda)，仅包含一个短的核心区域(191aa)，不存在典型的an和重复序列，两侧是典型的保守末端结构域(共439aa)。但thamm等人发现，在分子量大小相似的基础上，masp1s与masp产生的纤维相比，它更易
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自组装性能提升的仿生蛛丝蛋白二聚体及其应用。
2、本专利技术通过替换蛛丝蛋白masp1s原有c端序列，引入半胱氨酸，使改造后的蛛丝蛋白单体形成二聚体，提高了其自组装性能，有利于其在工业范围内的应用。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、一种仿生蛛丝蛋白单体(rmasp1s)，氨基酸序列如seq id no:1所示,核苷酸序列如seq id no:4所示。
5、本专利技术通过对天然masp1s c末端序列进行替换，在masp1s序列的合适位置引入半胱氨酸残基，再诱导两个单体的半胱氨酸残基形成二硫键，进而形成二聚体。本专利技术所述蛋白二聚体结构如图1所示。
6、在本专利技术中，所述天然蛛丝蛋白masp1s氨基酸序列如seq id no:2所示，其中被替换的c末端的氨基酸序列为其第342位～第439位氨基酸；核苷酸序列如seq id no:5所示。
7、本专利技术进一步还提供了一种dna分子，编码本专利技术所述仿生蛛丝蛋白单体。
8、本专利技术进一步还提供了包含上述dna分子的表达载体。表达载体为质粒、噬菌体、病毒或宿主细胞。所述宿主细胞可以为原核细胞或真核细胞，例如大肠杆菌、酵母、芽孢杆菌、乳酸杆菌、曲霉或木霉。优选大肠杆菌。
9、本专利技术还提供了一种仿生蛛丝蛋白二聚体，由两个所述蛛丝蛋白单体的c端的半胱氨酸的巯基形成二硫键聚合而成。
10、本专利技术进一步还提供了所述的仿生蛛丝蛋白单体及其二聚体在制备组织工程材料、生物大分子的固定材料、生物传感器、防护材料等方面的应用。
11、本专利技术优点：
12、本专利技术以低分子量短主壶腹蛛丝蛋白(masp1s)为基础优化基因序列，进行半理性设计。成功在体外获得分子量和自组装性能均明显提高的仿生蛛丝蛋白(rmasp1s)的二聚体。
13、将本专利技术所述蛛丝蛋白的单体和二聚体在60℃水溶液中搅拌，在搅拌48h后单体rmasp1s和二聚体形态差异显著。单体几乎无法形成纳米纤维，仅能略微聚集成颗粒形貌。相较于单体，在相同的孵育条件下(60℃，48h)，本专利技术所述二聚体呈现出网状纳米纤维结构，直径约为2nm(图3c)。网状纤维结构的蛛丝蛋白在可穿戴电子、光学传感器、智能控制和能量收集等领域具有广阔的应用前景。本专利技术研究结果表明，分子量提升的蛛丝蛋白二聚体比蛛丝蛋白单体具有更强的自组装性能，以其制成材料具有更好的力学强度和韧性，能更好的够满足工业化需求。
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1.一种仿生蛛丝蛋白单体，其特征在于氨基酸如SEQ ID NO:1所示。
2.一种DNA分子，其特征在于编码如权利要求1所述的仿生蛛丝蛋白单体。
3.包含权利要求2所述DNA分子的表达载体。
4.如权利要求3所述的表达载体，其特征在于表达载体为质粒、噬菌体、病毒或宿主细胞。
5.如权利要求4所述的表达载体，其特征在于所述宿主细胞为原核细胞或真核细胞。
6.如权利要求5所述的表达载体，其特征在于所述宿主细胞为大肠杆菌、酵母、芽孢杆菌、乳酸杆菌、曲霉或木霉。
7.一种仿生蛛丝蛋白二聚体，其特征在于由两个权利要求1所述的仿生蛛丝蛋白单体通过C端的半胱氨酸残基的巯基形成二硫键聚合而成。
8.如权利要求1所述的仿生蛛丝蛋白单体或权利要求7所述的仿生蛛丝蛋白二聚体在制备组织工程材料、生物大分子的固定材料、生物传感器、防护材料中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种仿生蛛丝蛋白单体，其特征在于氨基酸如seq id no:1所示。
2.一种dna分子，其特征在于编码如权利要求1所述的仿生蛛丝蛋白单体。
3.包含权利要求2所述dna分子的表达载体。
4.如权利要求3所述的表达载体，其特征在于表达载体为质粒、噬菌体、病毒或宿主细胞。
5.如权利要求4所述的表达载体，其特征在于所述宿主细胞为原核细胞或真核细胞。
...【专利技术属性】
技术研发人员：成骋，周碧霞，黄雨凡，何冰芳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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