论文部分内容阅读
胶原蛋白是维持生命体机能的重要蛋白质,它种类繁多,分布在动物体内各个组织中,具有良好的生物相容性和降解性,因此广泛应用于食品、医疗等各个领域。胶原蛋白具有普通蛋白质的四级结构,由氢键稳定分子结构,因此胶原蛋白难溶于一般溶剂。目前溶解胶原的溶剂有强酸、强碱等极性较强的物质,这些溶剂既不利于人类的健康,同时也会危害环境。因此,寻找一种经济环保的溶剂来溶解胶原,将会使胶原的应用更贴近于人类的生产生活。目前可以用来溶解胶原的物质大致分为酸、碱、盐三类,它们都是通过破坏胶原内部氢键使其溶解。众所周知,尿素是一种经济有效的氢键破坏剂。用尿素来溶解胶原已有研究,但其作用机理尚不明确,有人认为是尿素分子中具有孤对电子的羰基与胶原分子中的氨基形成了强的氢键作用,从而达到溶解胶原的目的。N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)是近些年开发应用的环保型溶剂,在溶解纤维素等高分子方面有很好的效果。它是通过破坏纤维素分子间以及分子内的氢键使其溶解,溶解过程是单纯的物理过程,被认为是一种理想的高分子溶剂,因此NMMO作为一种有效的绿色溶剂在纺织行业得到广泛的应用。NMMO溶解纤维素的方法也可应用于壳聚糖、丝素蛋白等高分子物质的溶解研究中。因此,我们用NMMO溶解胶原并进一步探究它们之间的相互作用。本论文主要包括以下三个方面:首先,用醋酸、胃蛋白酶结合法从猪皮中提取胶原蛋白,并通过圆二色谱、SDS-PAGE凝胶电泳等方法验证其结构为Ⅰ型胶原蛋白。然后研究Ⅰ型胶原蛋白在不同浓度尿素溶液中的溶解性,并与相同浓度胶原/水体系做对比,证明了尿素对胶原的解旋作用。另外,发现了Ⅰ型胶原蛋白在特定浓度(10 wt%)的尿素溶液中可形成凝胶,且凝胶的厚度随胶原浓度的增大而增大。第二,通过查阅文献可知,N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)分子中的N-O键具有强极性,能与纤维素分子之间形成氢键从而打开纤维素分子内部原有的氢键使其溶解。NMMO生化毒性为良性,无污染,可回收,对环境友好。因此,我们将NMMO应用于Ⅰ型胶原蛋白的溶解中,研究不同浓度的胶原在NMMO中的溶解性,结果表明胶原在NMMO中的溶解性远远好于在水中的溶解性。第三,研究Ⅰ型胶原蛋白/NMMO极稀溶液体系,通过圆二色谱、SDS-PAGE凝胶电泳等方法考察胶原蛋白在NMMO溶液中的结构变化,通过其紫外-可见光谱图中特征峰的变化来研究NMMO与Ⅰ型胶原蛋白之间的相互作用。结果表明NMMO对Ⅰ型胶原蛋白有解旋作用。