两种蜘蛛大壶状腺丝的拉曼光谱与力学性能研究

摘要

偏振拉曼光谱能有效分析蜘蛛丝的蛋白质结构特征,早期的研究对象多为人工抽取的络新妇属蜘蛛的曳丝,而同为大壶状腺丝的骨架丝及其他科属的蛛丝却很少被研究报道。为探讨自然状态下蛛丝蛋白二级结构与力学性能之间的关系,使用偏振拉曼光谱对艾蛛属的黑腹艾蛛、希蛛属的翘腹希蛛的骨架丝进行研究。结果表明,这两种丝有着相似的氨基酸序列和结构,且β-折叠平行于丝的轴线,但翘腹希蛛丝其余大部分的二级结构却垂直于丝的轴线,这一特殊结构也导致翘腹希蛛丝的断裂伸长率(42.18±11.84%)高于黑腹艾蛛丝(23.85±5.18%)。同时,从不同峰强比、方向不敏感光谱得出,翘腹希蛛丝β-折叠结构的取向度比黑腹艾蛛丝的高,但相近的β-折叠结构、络氨酸氢键含量导致两丝的断裂强度变化差异不显著。蛛丝拉曼光谱的重现性较好,可用于研究更多种类的蛛丝,为开发利用蛛丝提供依据。