絲素蛋白在醇-水溶劑中的構(gòu)象變化機理及其藥物釋放應(yīng)用研究.pdf

1、絲素蛋白是蠶絲最主要的組成部分，由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性和可生物降解性而在組織工程和藥物緩釋材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。近年來，國內(nèi)外對絲素蛋白生物材料的制備和應(yīng)用得到了很大發(fā)展，制備結(jié)構(gòu)和性能可調(diào)控的絲素蛋白材料以適應(yīng)實際應(yīng)用的需要已經(jīng)逐步成為科研工作者的工作重點。調(diào)節(jié)結(jié)晶結(jié)構(gòu)是絲素蛋白材料制備的一個重要內(nèi)容。溶劑處理是誘導(dǎo)絲素蛋白由無規(guī)卷曲向β-折疊轉(zhuǎn)變的有效方法，了解溶劑體系的微觀結(jié)構(gòu)變化和絲素蛋白-溶劑的相互作用對絲

2、素蛋白二級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的影響，對調(diào)節(jié)控制絲素蛋白材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有重要的指導(dǎo)作用。
　　 論文首先測定了絲素蛋白在甲醇-水和乙醇-水混合溶劑中的圓二色譜(CD)和發(fā)射熒光光譜，結(jié)合外源熒光探針8-苯胺基萘-1-磺酸鎂(ANS)的熒光光譜，分析了絲素蛋白在甲醇、乙醇-水混合溶劑中構(gòu)象變化及機理。結(jié)果表明，疏水側(cè)鏈和肽鍵單元在醇-水混合溶劑中的溶劑化對絲素蛋白由無規(guī)卷曲向β-折疊的構(gòu)象轉(zhuǎn)變產(chǎn)生不同影響，并與溶劑體系微觀結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)

3、。醇是兩親分子，對水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有相反的作用，使得低濃度的醇-水混合溶劑可以保持水固有的分子簇結(jié)構(gòu)，醇的加入對絲素蛋白肽鍵單元的溶劑化影響較小，有助于絲素蛋白保持無規(guī)線團結(jié)構(gòu)。隨著醇濃度的增加，溶劑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)由四面體結(jié)構(gòu)的水分子簇向鏈狀結(jié)構(gòu)的醇分子簇的轉(zhuǎn)變，絲素蛋白通過形成分子內(nèi)氫鍵減少肽鍵單元與溶劑分子的接觸而引起熱力學(xué)上的不利，并由于絲素蛋白特定的氨基酸序列而形成規(guī)整的β-折疊結(jié)構(gòu)。另一方面，醇分子通過破壞水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和與蛋白

4、質(zhì)疏水側(cè)鏈的疏水結(jié)合而削弱了疏水側(cè)鏈的作用，加速絲素蛋白由疏水由無規(guī)卷曲向β-折疊的構(gòu)象轉(zhuǎn)變。
　　 在此基礎(chǔ)上，論文選擇羅丹明B為藥物模型分子，通過包埋法和絲素蛋白混合制備絲素蛋白藥物緩釋體系，考察不同的醇-水混合溶劑對絲素蛋白膜的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和藥物釋放動力學(xué)的影響，實驗結(jié)果表明：絲素薄膜在醇-水溶劑中的構(gòu)象轉(zhuǎn)變受到水分子擴散、醇分子擴散和絲素-溶劑分子相互作用等多個因素的共同影響，絲素蛋白膜接觸溶劑而產(chǎn)生充分溶脹可以為絲素蛋白