国标-》贻贝足丝结构和组成的研究概况.doc

贻贝足丝结构和组成的研究概况 郑纪勇赵晓燕付王彬 中船重工七二五所洛阳41l 039 摘婴 J’斛，精D{足母的}^,1．．tJ}ll成是”究艚U!JJz粘荆的结构纠成午¨ 化机理的有效选择。本文 琼逃J’近q米贻叭址丝结构和组成的f】_『『究‘f寿；If【=，升简中阐述r其研究的重要性。 父：}{i!州胶*-】制址始结构铜成 i前言 海；f紫蛤叭(mvlih』s edulis)是住潮i显，海水及涡流环境中能够与各种洲体表面粘结的 软体剐物。婚川女*‘I剁是一种具有特蛛性能的胶粘材荆，以蛋白为基础，具有快速、牢I州、 力‘能n々黏绵陀能，q-：溶丁水，且有独特的机掀性能、防污性能和生物亲和性。这表明贻贝胶 耕I剁可以¨：为水F胶粘荆IL}j—r船舶午¨水r建筑。但其 化快速释l不易溶解的特性X使其成分 捌结构书√七学特}J}!的研究受剑制约。 岍究发肌，崎n{的粘附通过足丝进行。了解『|』f『贝足丝的结构秆嵯R成就成为贻贝胶粘剂 的if，陶纠Jj蔓利刮化机坪研究的重要突破L]。|I|}}贝足丝是～种由足产生的连续形成的1州着器 7h其一一端与近侧足丝缩肌连接，另一端通过附着器俐着剑㈨体表面。足丝有着不寻常的特 铀·利细成，止引起亟视。但受方法手段上的限制，甲先的I’作只局限在组织形态学上，较难 深入。随着生物化学利基冈I。样技术的发展，!Ilfi贝足丝的研究取得了较人的进展。 2贻贝足丝的结构 |l|}i贝足丝的结掏从形态学上可分为二部分：草部、丝线部和根部 。(幽I) 2．1 苹部 { 与醑贝足直接相连结的足丝部分是茎部。贻贝 足是形成足丝的地方，其中有腺状附器，储存 足丝前体蛋白，如多酚崔向、儿茶酚氧化酶和 胶原蛋白。腺状附器包含4．5个外分泌腺，其 中胶原腺平引酚腺是研究较多的外分泌腺。 胶原腺从足远末端凹陷处延伸剑足的基 部，能分泌两种颗粒物：一种2_4微米的、f，透 明球状物，一种带有30—240纳米纤维成分的 椭圆状物，即存在r足丝中的胶原蛋白前体。 酚腺横跨足远末端凹陷处，有1．5-3．0微 米的球状颗粒物，是蚶的重金属结合剂，称为 胶枯剂前体。胶粘刑前体通过足部导管传送到 一． 足远末端，雨沿足丝传至同体表面形成胶粘 剂。从酚腺中分离山的蟹白，经胰凝乳蛋白酶 消化分解得剑一系列多酚蛋白(125．130kDa)。 幽I淘洋贮，!myldus edldis足丝小心幽 多酚蛋自由高度保守的十肢和六肚组 成： Ala-Lys-(Tyr／Pro)-Set-Tyr-Hyp·Hyp-Thr-  Dopa-Lys，Ala-Lys-Pro-Thr-(Tyr／DOPA)-LysI“。已证明重复单元数为75．85个。尽管有的共 同多肽序列不尽相同，但它们都具有高度保守的特性，一些氨基酸如Uys．2，Tyr．5，Pro．6，Tyr_9． Lys-10是不变的，而另一些氨基酸如Ala-I经常被Pro代替，Ser-3易被Thr取代，Pro．7易 被Set取代，Thr-8易被Ser取代。Marion P Olivieri等㈣对米白海洋Ilff贝的多酚蛋白和合成 的非羟化粘蛋白的分析表明：由十肽重复序列组成的结构均簪现随机卷曲无序状态，这种结 构的优点就在于能针对不同表面适应性的产生相席的结构。 儿茶酚氧化酶也是腺状附器中重要的成分。分子付为120kDa，属于铜酶。Waite等Ⅲ对 其功能做了初步的研究。研究发现儿茶酚氧化酶的活性经胰凝乳蛋白酶激活后，将多酚蚩向 中的芳香族残基DOPA(3．4-二羟基苯丙氦酸)氧化为D醌而引发多酚蛋白的闻化，D酉昆 能与小『H，基和-sH基反应形成蛋白交联，从而提高结构的拉伸强度。 胶原蛋白的成分中，甘氨酸占1／3左右，脯氦酸加上羟基脯氨酸的含量仅仅是】型胶原 的一半。其具体组成在最近的研究中鉴定出来，将在r文详细介绍。 2．2丝线部 丝线部多种多样，每根丝线是由短而薄的胶原纤维镶嵌在树脂中构成的天然复合材料。 丝线部的胶原蛋白可分为弹性暖和刚性区两部分。 刚性区的共聚虽自由中央胶原区和丝状侧面R组成．高度纤维化，从丝线根部早喇叭 状展开进到胶粘斑中。胶原蛋白沿丝线轴向分级分布．这种方式使得足丝由韧性、刚性和不 可拉伸的刚性『爱端逐渐过渡到柔韧、弹性、可拉伸的类减震器的弹性区端。弹性区的共聚蛋 白由中央胶原区和弹性序列的侧面区组成．有种卷曲的显微结构，张力呈现不断升高的备向 异性。弹性区能伸长到人约刚性区的两倍。足丝的这些特性己引起重视．有望开发出弹性和 韧性高的仿生材料。 2．3根部 根部主要是指与固体表面直接接触的胶粘斑。在形状上星矛尖状，直径大约2-6平方毫 米．在与足丝连接处厚度为O．15毫米或更少。胶粘斑接触海水的表面被一层10微米厚的浓 稠的海绵状或泡沫状表皮覆盖。内部为类似微细胞的