一种可注射自修复水下蛋白及其用途制造技术

本发明专利技术涉及水下粘合材料领域，特别是涉及一种可注射自修复水下蛋白及其用途。本发明专利技术提供一种融合蛋白，所述融合蛋白包括贻贝足丝蛋白片段和卷曲螺旋结构片段。本发明专利技术将贻贝足丝蛋白与卷曲螺旋结构进行基因重组，从而提供了一种新的融合蛋白，所述融合蛋白可以在溶液中自组装形成凝胶材料，兼具贻贝足丝蛋白的界面粘性以及卷曲螺旋结构的内在粘性，从而实现水下超粘合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种可注射自修复水下蛋白及其用途
本专利技术涉及水下粘合材料领域，特别是涉及一种可注射自修复水下蛋白及其用途。
技术介绍
水下粘合材料作为一种新型的功能性材料，近年来逐步受到广泛关注，被日益增多的领域所需求。其中最典型的是生物医药、海洋工程领域。在生物医药领域，传统的治疗手段会使用手术螺钉以及缝线方式来进行伤口缝合。然而这些手段通常会使患者承受相当大的痛苦，且治愈后必须进行拆除，往往会带来炎症和感染的隐患。因而研究人员把目光投向粘合材料，希望在此基础上创造出新型伤口治疗的手段。而由于人体组织处于一种非常复杂的水环境中，因而开发出在较高湿度或水环境中依然能保持粘合特性的医用材料有着重要意义。在海洋工程领域，船舶的修补，海底输油管道及江河大坝裂缝的填充都离不开水下粘合材料的发展，这使得人们对性能优越的水下粘合材料的需求愈发迫切。尽管水下粘合材料为社会所需，制备多功能高粘合强度的水下粘合材料仍是困扰人们的难题。然而，海洋中的一些生物给研究人员带来诸多灵感。通过对海洋或水下生物如贻贝、沙塔蠕虫、石蛾、藤壶等生物所分泌的粘性蛋白进行研究，许多粘性蛋白的水下粘合机制被逐渐揭示，越来越多的仿生水下粘合材料应运而生。这方面的研究包括：1)基于邻苯二酚结构的仿生水下粘合材料研究：利用化学方法将邻苯二酚结构基团修饰于高分子的主链中；2)基于凝聚复合结构的仿生水下粘合材料研究：利用带相反电荷的分子，将其混合后，在静电作用、疏水作用下所形成的球形颗粒团聚物，起到水下粘合的作用；3)基于淀粉样蛋白结构的仿生水下粘合材料研究：利用基因工程技术将贻贝足丝蛋白(Mfp-3和Mfp-5)同大肠杆菌淀粉样蛋白卷曲纤维亚基成分CsgA融合，构成重组蛋白CsgA-Mfp3和Mfp5-CsgA，使两种蛋白模块同时发挥出粘合特性。虽然天然的水下粘合材料主要由蛋白质组成，然而现阶段多数仿生水下粘合材料大部分是基于化学合成方法制备而成，在这些分子中注入的水下粘合特征较为单一，因而制备的粘合材料在水环境下并不具有自然粘合材料的高粘合强度。此外，较差的可注射性也限制了这些材料在各种领域特别是生物医药领域中的广泛应用。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种融合蛋白及含有所述融合蛋白的胶体的制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种融合蛋白，所述融合蛋白包括贻贝足丝蛋白片段和卷曲螺旋结构片段。在本专利技术一些实施方式中，所述贻贝足丝蛋白选自紫贻贝足丝蛋白或地中海贻贝足丝蛋白。在本专利技术一些实施方式中，所述贻贝足丝蛋白选自mefp-3、mefp-5、Mgfp-3、Mgfp-5、mfp-3s或mfp3s-pep。在本专利技术一些实施方式中，所述贻贝足丝蛋白片段为：a)氨基酸序列如SEQIDNo.4-9所示的多肽片段；或b)氨基酸序列与SEQIDNO.4-9具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽片段的功能的多肽片段。在本专利技术一些实施方式中，所述贻贝足丝蛋白来源于贻贝。在本专利技术一些实施方式中，所述卷曲螺旋结构片段选自亮氨酸拉链片段、A1片段、ZE/ZR片段、GCN4片段、γ52-88KI片段、[(AG)3PEG]10片段、PCxP片段、NLP片段。在本专利技术一些实施方式中，所述亮氨酸拉链片段包括A片段、S片段和P片段；所述A片段为：c)氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽片段；或d)氨基酸序列与SEQIDNO.1具有80％以上同源性、且具有c)限定的多肽片段的功能的多肽片段；所述S片段为：e)氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的多肽片段；或f)氨基酸序列与SEQIDNO.2具有80％以上同源性、且具有e)限定的多肽片段的功能的多肽片段；所述P片段为：g)氨基酸序列如SEQIDNo.3所示的多肽片段；或h)氨基酸序列与SEQIDNO.3具有80％以上同源性、且具有g)限定的多肽片段的功能的多肽片段。在本专利技术一些实施方式中，所述融合蛋白还包括功能性蛋白片段。在本专利技术一些实施方式中，所述亮氨酸拉链片段自N端至C端依次包括A片段、S片段和P片段。在本专利技术一些实施方式中，所述贻贝足丝蛋白片段被插入亮氨酸拉链片段中。在本专利技术一些实施方式中，所述融合蛋白自N端至C端依次包括A片段、S片段、贻贝足丝蛋白片段和P片段。在本专利技术一些实施方式中，所述融合蛋白经酪氨酸酶修饰。在本专利技术一些实施方式中，所述功能性蛋白片段选自粘性蛋白片段、细胞粘附多肽片段、酶蛋白片段、生长因子片段、抗菌活性多肽片段、凝血因子片段、生物相容性多肽片段、抗生肽片段、监测多肽片段中的一种或多种的组合。在本专利技术一些实施方式中，所述融合蛋白自N端至C端依次包括A片段、S片段、功能性蛋白片段、贻贝足丝蛋白片段和P片段。本专利技术第二方面提供一种分离的多核苷酸，编码如上所述的融合蛋白。本专利技术第三方面提供一种构建体，所述构建体含有如上所述的分离的多核苷酸。本专利技术第四方面提供一种表达系统，所述表达系统含有如上所述的构建体或基因组中整合有外源的如上所述的多核苷酸。本专利技术第五方面提供所述的融合蛋白的制备方法，包括：在适合表达所述融合蛋白的条件下，培养如上所述的表达系统。在本专利技术一些实施方式中，将表达所得的融合蛋白进行酪氨酸酶修饰。本专利技术第六方面提供一种自组装胶体溶液，所述溶液包括如上所述的融合蛋白。本专利技术第七方面提供一种胶体，所述胶体包括如上所述的融合蛋白。在本专利技术一些实施方式中，所述胶体为水凝胶。在本专利技术一些实施方式中，胶体中融合蛋白的含量为70mg/mL～250mg/mL。在本专利技术一些实施方式中，所述胶体由所述融合蛋白自组装获得。在本专利技术一些实施方式中，所述胶体由权利要求9所述的自组装胶体溶液制备获得。在本专利技术一些实施方式中，所述胶体中，融合蛋白中的贻贝足丝蛋白选自mefp-3和mefp-5的组合。本专利技术第八方面提供所述的融合蛋白、所述的自组装胶体溶液、所述的胶体在水下粘合剂制备领域的用途。附图说明图1为水下粘合材料基因模块化构建方法示意图。图2为构建水下粘合材料粘合原理示意图。图3为构建的重组A-S-P质粒图谱。图4为构建的重组A-S-Mefp3-P质粒图谱。图5为构建的重组A-S-Mefp5-P质粒图谱。图6为构建的重组A-S-Spytag-Mefp3-P质粒图谱。图7为构建的重组A-S-Snooptag-Mefp5-P质粒图谱。图8为蛋白考马斯亮蓝染色实验及免疫印迹鉴定实验验证A-S-Mefp3-P、A-S-Mefp5-P、A-S-P的成功表达及提纯。其中(a)A-S-Mefp3-P、A-S-Mefp5-P考马斯亮蓝染色(左)及免疫印迹鉴定(右)(b)标准蛋白标记物(c)A-S-P考马斯亮蓝染色(左)及免疫印迹鉴定(右)。图9(a)为圆二色谱实验中圆二色谱谱图。图9(b)为圆二色谱实验中二级结构所占百分比。图10为氯化硝基四氮唑蓝染色验证修饰后蛋白的多巴结构。图AS3P、AS5P分别代表未经酪氨酸酶修饰的A-S-Mefp3-P和A-S-Mefp5-P蛋白样品，而AS3PMO、AS5PMO分别代表经酪氨酸酶修饰过的A-S-Mefp3-P和A-S-Mefp5-P蛋白样品。图11为AFM表征A-S-P系列蛋白的形貌。其中(a)、(b)分别为A-S-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合蛋白，所述融合蛋白包括贻贝足丝蛋白片段和卷曲螺旋结构片段。

【技术特征摘要】
1.一种融合蛋白，所述融合蛋白包括贻贝足丝蛋白片段和卷曲螺旋结构片段。2.如权利要求1所述的融合蛋白，其特征在于，还包括如下技术特征中的一个或多个：A1)所述贻贝足丝蛋白选自紫贻贝足丝蛋白或地中海贻贝足丝蛋白；A2)所述贻贝足丝蛋白选自mefp-3、mefp-5、Mgfp-3、Mgfp-5、mfp-3s或mfp3s-pep；,A3)所述贻贝足丝蛋白片段为：a)氨基酸序列如SEQIDNo.4-9所示的多肽片段；或，b)氨基酸序列与SEQIDNO.4-9具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽片段的功能的多肽片段；A4)所述贻贝足丝蛋白来源于贻贝；A5)所述卷曲螺旋结构片段选自亮氨酸拉链片段、A1片段、ZE/ZR片段、GCN4片段、γ52-88KI片段、[(AG)3PEG]10片段、PCxP片段、NLP片段；A6)所述亮氨酸拉链片段包括A片段、S片段和P片段；所述A片段为：c)氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽片段；或，d)氨基酸序列与SEQIDNO.1具有80％以上同源性、且具有c)限定的多肽片段的功能的多肽片段；所述S片段为：e)氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的多肽片段；或，f)氨基酸序列与SEQIDNO.2具有80％以上同源性、且具有e)限定的多肽片段的功能的多肽片段；所述P片段为：g)氨基酸序列如SEQIDNo.3所示的多肽片段；或，h)氨基酸序列与SEQIDNO.3具有80％以上同源性、且具有g)限定的多肽片段的功能的多肽片段；A6)所述融合蛋白还包括功能性蛋白片段。3.如权利要求2所述的融合蛋白，其特征在于，还包括如下技术特征中的一个或多个：B1)所述亮氨酸拉链片段自N端至C端依次包括A片段、S片段和P片段；B2)所述贻贝足丝蛋白片段被插入亮氨酸拉链片...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟超，任苏苏，蒋晓宇，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：上海,31