大腹园蛛主壶腹腺丝基因的筛选及序列分析

为研究蛛丝蛋白编码基因和蛋白的组成结构模式、进化,并为蛛丝仿生提供更多的基因资源,运用3D/PCR(three-dimensional polymerase chain reaction)技术对大腹园蛛(A.ventricosus)Fosmid基因组文库进行主壶腹腺丝(MaSp1)编码基因的筛选,并对部分序列进行分析.通过筛选实验室前期构建的Fosmid文库获得含有MaSp1基因的阳性克隆Av11-19-5,通过shotgun测序得到MaSp1部分基因序列MaSp1RC.MaSp1RC长786bp,编码的262个氨基酸(AvMaSp1RC)可划分为保守的C端非重复区(CT)和重复区(Rep).Rep主要由poly-Ala,Glyx和GlyGlyx等模块组成,Ala和Gly含量占总氨基酸的78%;CT中参与形成离子键的氨基酸及helix 4上的疏水模块高度保守.研究结果为蛛丝蛋白二聚化及仿生学研究提供了更多的基因资源.

嵌合蛛丝蛋白Flag-MaSp1重复模块的表达及二级结构分析

蜘蛛能够产生7种具有不同机械性能的丝纤维及胶状物质。其中,鞭状腺丝(flagelliform silk)具有最好的弹性,拖丝(dragline silk)具有最高的强度。本文将来源于大腹园蛛(Araneus ventricosus)鞭状腺丝蛋白(flagelliform spidroin,Flag)的一个重复模块与组成拖丝的蛋白质之一的主壶腹腺丝蛋白1(major ampullate spidroin,MaSp1)的一个重复模块相融合。经原核表达得到的嵌合蛛丝蛋白FlagR-MaSp1R在施加剪切力的作用下可自组装形成丝状纤维。圆二色谱分析显示,在pH 7.0溶液中,FlagR-MaSp1R蛋白的二级结构以α-螺旋为主;傅里叶变换红外光谱分析结果表明,FlagR-MaSp1R形成丝纤维时二级结构由α-螺旋向β-折叠转变;扫描电镜观察结果显示,嵌合丝纤维表面光滑,直径为1~2μm,接近天然丝纤维。上述结果为制备特定功能的嵌合蛛丝纤维提供了理论基础及方法支持。