29573.蛋白質(zhì)單層膜調(diào)控下碳酸鈣的仿生礦化和生長(zhǎng)機(jī)制研究

1、河南大學(xué)博士學(xué)位論文蛋白質(zhì)單層膜調(diào)控下碳酸鈣的仿生礦化和生長(zhǎng)機(jī)制研究姓名：薛中會(huì)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：杜祖亮20090901摘要上，利用牛血清白蛋白Langmuir膜為模板，研究牛血清白蛋白單層膜控制下碳酸鈣的礦化結(jié)晶過(guò)程，探究礦化時(shí)間和亞相濃度對(duì)碳酸鈣礦化結(jié)晶途徑、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和取向的影響。同時(shí)，我們對(duì)這些結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。結(jié)果顯示：亞相濃度對(duì)碳酸鈣的形貌有重要的影響，在較低濃度條件下

2、一直形成的是半球形碳酸鈣顆粒，而在較高濃度條件下形成的碳酸鈣的形貌隨礦化結(jié)晶時(shí)間的延長(zhǎng)經(jīng)歷了一個(gè)不斷演變的過(guò)程，從球形到紡錘形，再到蝴蝶結(jié)形，最后形成啞鈴型的碳酸鈣晶體。對(duì)礦化過(guò)程的分析表明，在各個(gè)濃度條件下碳酸鈣都經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)定形態(tài)到晶態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程。說(shuō)明蛋白質(zhì)單層膜控制下碳酸鈣的生長(zhǎng)是一個(gè)多步晶化機(jī)制。為進(jìn)一步證明我們的結(jié)論，我們選用了人血清白蛋白單層膜作為參照，證實(shí)了我們的結(jié)論。2、酶蛋白作為生物活動(dòng)的重要參與者，勢(shì)必參與生物礦化

3、過(guò)程。在前面研究可溶性牛血清白蛋白作用基礎(chǔ)上，我們選用可溶性酶蛋白胃蛋白酶為單層膜成膜材料。利用LB技術(shù)，在詳細(xì)研究胃蛋白酶單層膜基礎(chǔ)之上，利用胃蛋白酶Langmuir膜為模板，碳酸氫鈣過(guò)飽和溶液為亞相，研究了胃蛋白酶單層膜控制下碳酸鈣的礦化結(jié)晶過(guò)程，深入探究了不同礦化結(jié)晶時(shí)間對(duì)碳酸鈣礦化結(jié)晶途徑、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和取向的影響。同時(shí)，我們對(duì)這些結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。結(jié)果顯示：酶蛋白單層膜對(duì)碳酸鈣晶體的形貌有重要的控制

4、作用，形成的碳酸鈣晶體的形貌隨時(shí)間的推進(jìn)經(jīng)歷一個(gè)十分有趣的發(fā)展變化過(guò)程。具體如下：首先形成了半球形碳酸鈣，而后形成了半球形碳酸鈣的球形聚集體，之后球形顆粒聚集體轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)六角片狀聚集體。該聚集體在發(fā)展成為準(zhǔn)六角片狀顆粒，隨時(shí)間的推進(jìn)準(zhǔn)六角片狀顆粒演變成具有六瓣?duì)罨ㄐ谓Y(jié)構(gòu)。對(duì)碳酸鈣礦化結(jié)晶方式的分析表明，胃蛋白酶控制下的碳酸鈣經(jīng)歷從無(wú)定形態(tài)到多晶，再到單晶，最后為多晶的演變過(guò)程，是一個(gè)多步晶化過(guò)程。3、作為上面研究的深入，為進(jìn)一步研究不同可

5、溶性蛋白作用，探究不溶性基質(zhì)蛋白質(zhì)的作用，我們選用和上面所用蛋白質(zhì)性質(zhì)不同的纖維蛋白一I型膠原蛋白為單層膜成膜材料，采用LB技術(shù)方法，在詳細(xì)研究I型膠原蛋白單層膜基礎(chǔ)上，利用I型膠原蛋白Langmuir膜為模板，碳酸氫鈣過(guò)飽和溶液為亞相，研究了I型膠原蛋白單層膜控制下碳酸鈣的礦化結(jié)晶過(guò)程，深入探究了不同礦化結(jié)晶時(shí)間對(duì)碳酸鈣礦化結(jié)晶途徑、表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和取向的影響。同時(shí)，我們對(duì)這些結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。結(jié)果顯示：I型