高丝胶蛋白含量家蚕品种资源库的构建及应用
蚕丝蛋白的制备及其应用前景
蚕丝蛋白的制备及其应用前景蚕丝蛋白，是指由蚕蛹组织中提取的一种蛋白质。
它具有优秀的生物学特性，比如生物相容性、生物降解性等，因此在医疗、化妆品、纺织等领域都有广泛的应用前景。
本文将探讨目前蚕丝蛋白的制备技术以及未来的应用前景。
一、蚕丝蛋白的制备技术蚕丝蛋白的制备技术已经相对成熟。
一般是通过提取自然蚕丝或者人工培育蚕蛹获取，然后通过化学或物理方法分离纯化出蚕丝蛋白。
目前最常用的制备方法是采用氢氧化钠/硫酸或者草酸解丝法从自然蚕丝中提取蚕丝蛋白。
以氢氧化钠/硫酸法为例，可以将蚕丝蛋白分离出来，然后用乙醇反应生成蚕丝蛋白纤维素。
而这样制备的蚕丝蛋白具有较好的生物相容性和生物降解性。
值得一提的是，近年来，科学家们通过基因工程技术成功制备出蚕丝蛋白基因工程菌株，使蚕丝蛋白的生产规模得以大幅提升。
二、应用前景1. 医疗蚕丝蛋白的生物相容性和生物降解性是其在医疗领域被广泛关注的主要原因。
它可以制成止血纱布、可吸收缝线、人工血管等医用材料，已经在临床应用中得到验证。
2. 化妆品蚕丝蛋白具有优异的保湿能力以及较高的渗透性，可以作为化妆品中一种理想的活性成分。
近年来，有不少化妆品品牌推出含有蚕丝蛋白的产品，成为市场上备受追捧的商品。
3. 纺织蚕丝蛋白纤维的性能很好，具有优异的抗菌性、透气性和柔轻舒适的触感。
因此，它可以用于纺织品的生产，比如生产高档的服装、床上用品等。
4. 食品人工培育的蚕蛹是一种食用佳品，而蚕蛹中主要的蛋白质成分就是蚕丝蛋白。
近年来，中国的蚕蛹产业快速发展，蚕蛹制品也在外销中越来越受到国际市场的欢迎。
因此，蚕丝蛋白的应用前景在食品领域也十分广阔。
三、结语目前，蚕丝蛋白已经成为一种备受关注的新型材料，它的制备技术也在不断改进和完善。
未来，随着技术的进一步提升，蚕丝蛋白的应用领域也会逐渐拓展，带来更多的商业机会和社会效益。
缫丝厂废水处理与丝胶蛋白质的回收利用
缫丝厂废水处理与丝胶蛋白质的回收利用发布时间：2021-03-18T02:48:23.979Z 来源：《科技新时代》2020年12期作者：陈双美[导读] 以从蚕丝废水中提取蚕丝为研究任务，分析了蚕丝水源的特点、存在的问题及初步回收方法。
将实验和观察中使用的絮凝剂添加到丝绸废水中。
这三种絮凝剂被认为具有除丝作用，但其用途和纯度较低，有待进一步研究。
含大量可溶性蚕丝蛋白的废水，如蚕丝、煮茧加工副产品、蚕丝染色等；通过蚕丝厂加工缫丝及废水处理副产品，提供了一种回收蚕丝蛋白的方法，研究了一种新的产品制备方法，可用于农作物种子消毒和植物叶面氮肥产品。
陈双美柳州市质量检验检测研究中心广西柳州 545006摘要：以从蚕丝废水中提取蚕丝为研究任务，分析了蚕丝水源的特点、存在的问题及初步回收方法。
将实验和观察中使用的絮凝剂添加到丝绸废水中。
这三种絮凝剂被认为具有除丝作用，但其用途和纯度较低，有待进一步研究。
含大量可溶性蚕丝蛋白的废水，如蚕丝、煮茧加工副产品、蚕丝染色等；通过蚕丝厂加工缫丝及废水处理副产品，提供了一种回收蚕丝蛋白的方法，研究了一种新的产品制备方法，可用于农作物种子消毒和植物叶面氮肥产品。
关键词：缫丝厂；废水处理；丝胶蛋白质回收；1、前言环境保护和水资源管理已成为新世纪世界面临的一个重要课题，并有其必然的发展趋势。
蚕茧蒸煮加工废水中含有大量的可溶性丝蛋白和有机物，本文对蚕茧厂的副产品和废水进行处理，以满足排放要求。
在混合氨基酸中回收和水解的方法和途径蚕丝蛋白用于农作物种子消毒，在植物叶片上喷施氨基酸铜和有机氮肥，充分发挥家蚕潜力，提高经济效益和社会效益蚕丝是一种天然蛋白质纤维，主要由70%～80%的丝素、20%～30%的丝胶和少量石蜡及无机物组成。
由于污水排放，溶解在废水的丝胶蛋白质成为了主要的污染物并且对环境有一定的影响。
从蚕丝废水中回收蛋白质不仅有利于废水的排放或循环利用，而且分离出来的丝胶蛋白还可用于开发高附加值的副产品。
蚕丝蛋白的综合利用和发展前景
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药物载体
蚕丝蛋白能够与药物结合，形成药物 载体，通过控制药物的释放速度和部 位，提高药物的疗效和降低副作用。
药物缓释剂
蚕丝蛋白可作为药物缓释剂，将药物 包裹在其中，实现药物的缓慢释放， 延长药物作用时间。
蚕丝蛋白在再生医学和创伤修复中的应用
创伤修复敷料
蚕丝蛋白具有良好的抗炎、抗菌和促进愈合的特性，可作为创伤修复的敷料， 促进伤口愈合。
合利用提供理论支持。
加强蚕丝蛋白提取、纯化和改 性技术的研究，提高其产量和 质量，降低生产成本，为蚕丝 蛋白的广泛应用提供技术支持
。
拓展蚕丝蛋白在医疗、美容、 环保等领域的应用范围，开发 更多具有创新性和实用性的产 品，满足市场需求。
加强国际合作与交流，引进国 外先进技术和管理经验，提高 我国蚕丝蛋白产业的国际竞争 力。
骨骼和软骨修复
蚕丝蛋白可以与骨骼和软骨细胞结合，促进细胞的生长和分化，用于骨骼和软 骨的修复治疗。
03
蚕丝蛋白在纺织品领域的 应用
蚕丝蛋白在高档纺织品中的应用
总结词
具有高附加值
详细描述
蚕丝蛋白由于其优良的质地和光泽，被广泛应用于高档纺织品中，如高档服装、 围巾、领带等，其产品价格高昂，深受消费者喜爱。
04
蚕丝蛋白的发展前景和挑 战
蚕丝蛋白的产量和生产成本
产量
随着养殖技术的不断改进，蚕丝蛋白的产量逐年增加，但仍 面临生产成本高、资源有限等问题。
生产成本
受养殖技术、原材料等因素影响，蚕丝蛋白的生产成本较高 ，限制了其在某些领域的应用。
蚕丝蛋白的创新研究和应用拓展
新技术研发
通过基因工程、生物技术等手段，提 高蚕丝蛋白的产量和品质，降低生产 成本。
一种天然黄色家蚕丝的结构与性能研究摘要
一种天然黄色家蚕丝的结构与性能研究蚕丝的组成和结构(一)蚕丝的组成茧丝由两根单丝构成，每根单丝分别由内芯的丝素蛋白和外覆的丝胶蛋白组成，丝素蛋白是蚕丝中主要的组成部分，约占蚕丝质量的70％"--80％，丝胶约占20％～30％，作为蚕吐丝过程中的保护物及胶粘剂包在丝素蛋白的外部，另外还含有少量的次要成分：0．4％～O．8％的蜡物质，1．2％'--1．6％的碳水化合物，约0．2％的色素，约0．7％的无机物等。
丝素蛋白以反平行折叠链构象(β一sheet)为基础，形成直径大约为10 nm的微纤维，无数微纤维密切结合组成直径大约为1um的细纤维，大约100根细纤维沿长轴排列构成直径大约为10～18um的单纤维[11-12]，即蚕丝蛋白纤维。
2、蚕丝蛋白的一级结构家蚕丝素蛋白的一级结构一氨基酸组成、排列顺序及其编码基因于2000年获得详细解明。
丝素蛋白大分子由20种氨基酸组成，氨基酸之间以肽键连接。
其中以侧基较简单的甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和丝氨酸(Ser)为多，约占总组成的85％，并且按一定的序列结构排列成较为规整的链段，这些链段大多位于丝素蛋白的结晶区域，而带有较大侧基的苯丙氨酸(Phe)，酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)等主要存在于非晶区域。
丝素主要由重链H链、轻链L链及糖蛋白P25三部分组成，H 链和L链两条链通过二硫键相互连接，形成复合体H．L，P25糖蛋白以非共价的相互作用参加H—L复合体中。
丝素蛋白的分子量约2286kun钉。
丝素蛋白重链(Heavy chain fibroin，Fib．H)是丝素中的主要部分，是一种纤维蛋白，由5263个氨基酸残基组成，分子量为391 kDan引。
富含甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。
丝素重链包括结晶区和无定形区，结晶区域内主要是Gly．Ala-Gly．AIa-Gly．X(X：Ser、Tyr、V al等)的重复序列。
结晶区由约含70个残基的亚域组成，亚域氨基酸序列一般以GAGAGS重复开始，以GAAS终止，其中GAGAGS 重复最多达15次。
基于蛋白质组学的蚕丝蛋白质组分分析
浙江理工大学学报,第49卷,第3期,2023年5月J o u r n a l o f Z h e j i a n g S c i -T e c h U n i v e r s i t yD O I :10.3969/j.i s s n .1673-3851(n ).2023.03.009收稿日期:2022-11-10 网络出版日期:2023-01-17基金项目:国家重点研发计划(2019Y F C 1520300);国家自然科学基金项目(52273096);浙江省文物保护科技项目(2020012)作者简介:周 杰(1997- ),男,江西抚州人,硕士研究生,主要从事纺织品文物降解机理方面的研究㊂通信作者:王 秉,E -m a i l :w b i n g388@168.c o m 基于蛋白质组学的蚕丝蛋白质组分分析周 杰1,周 雄1,胡铭周1,刘 剑2,王 秉1(1.浙江理工大学材料科学与工程学院,杭州310018;2.中国丝绸博物馆,杭州310002) 摘 要:丝绸文物在长期埋藏的过程中极易发生老化降解㊂为了研究丝绸文物在全生命周期中发生的蛋白组分变化,利用高通量蛋白质组学方法对蚕茧㊁现代丝绸制品和文物丝绸样品中的蛋白质和特异多肽种类进行检测㊂结果显示:蚕茧脱胶过程中,3种丝胶蛋白仅一种有残留,多种功能蛋白被除去;在长时间的劣化过程中,绝大部分的蛋白质完全降解,丝素蛋白重链㊁轻链和糖蛋白链部分降解,其中轻链降解速率最慢;在蚕茧㊁现代丝绸和丝绸文物中发现15种共有多肽,其中丰度最高的两条多肽序列有望成丝绸检测的分子标志物㊂该研究可为古代丝绸劣化过程分析提供一种新策略,为微量检测提供理论指导㊂关键词:蛋白质组学;丝绸文物;蛋白质组分;分子标志物;高通量检测中图分类号:T S 141文献标志码:A文章编号:1673-3851(2023)05-0359-06引文格式:周杰,周雄,胡铭周,等.基于蛋白质组学的蚕丝蛋白质组分分析[J ].浙江理工大学学报(自然科学),2023,49(3):359-364.R e f e r e n c e F o r m a t :Z H O U J i e ,Z H O U X i o n g ,H U M i n g z h o u ,e t a l .A n a l y s i s o f p r o t e i n c o m po n e n t s i n s i l k b a s e d o n p r o t e o m i c s [J ].J o u r n a l o f Z h e j i a n g S c i -T e c h U n i v e r s i t y,2023,49(3):359-364.A n a l y s i s o f p r o t e i n c o m po n e n t s i n s i l k b a s e d o n p r o t e o m i c s Z H O U J i e 1,Z H O U X i o n g 1,H U M i n g z h o u 1,L I U J i a n 2,W A N G B i n g1(1.S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e &E n g i n e e r i n g ,Z h e j i a n g S c i -T e c h U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u 310018,C h i n a ;2.C h i n a N a t i o n a l S i l k M u s e u m ,H a n gz h o u 310002,C h i n a ) A b s t r a c t :A n c i e n t s i l k a r e p r o n e t o a g i n g a n d d e g r a d a t i o n d u r i n g l o n g -t e r m b u r i a l .I n o r d e r t o s t u d yt h e s t r u c t u r a l c h a n g e s o f p r o t e i n s o c c u r r e d i n a n c i e n t s i l k t h r o u g h o u t i t s l i f e c y c l e ,h i g h -t h r o u g h p u t p r o t e o m i c s w a s u s e d t o i d e n t i f y t h e s p e c i e s a n d a b u n d a n c e o f pr o t e i n s i n s i l k c o c o o n s ,m o d e r n s i l k a n d s i l k r e l i c s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t o n l y o n e o f t h e t h r e e k i n d s o f s e r i c i n r e m a i n e d d u r i n g c o c o o n d e g u m m i n ga n d a v a r i e t y o f f u n c t i o n a l p r o t e i n s w e r e a l s o r e m o v e d .V a s t m a j o r i t y o f t h e p r o t e i n s w e r e c o m p l e t e l yd e g r a d e d d u r i n g t h e l o n g d e g r a d a t i o n p r o c e s s ,w h i l e t h e h e a v y ,l i g h t a n d g l y c o pr o t e i n c h a i n s o f s i l k p r o t e i n w e r e p a r t i a l l y d e g r a d e d ,a n d t h e l i g h t c h a i n d e gr a d a t i o n r a t e w a s t h e s l o w e s t .F i f t e e n s h a r e d p o l y p e p t i d e s w e r e i d e n t i f i e d i n c o c o o n s ,m o d e r n s i l k a n d s i l k r e l i c s ,a n d t w o p e pt i d e s w i t h t h e m o s t a b u n d a n c e w e r e e x p e c t e d t o b e c o m e b i o m a r k e r s f o r s i l k d e t e c t i o n .T h i s s t u d y p r o v i d e s a n e w s t r a t e g y t o e x pl o r e t h e a n c i e n t s i l k p r o d u c t i o n a n d d e t e r i o r a t i o n p r o c e s s .K e y wo r d s :p r o t e o m i c s ;s i l k r e l i c ;p r o t e i n c o m p o n e n t s ;b i o m a r k e r s ;h i g h -t h r o u g h p u t d e t e c t i o n 0 引 言中国是世界上最早从事养蚕缫丝的国家,曾被誉为 丝国㊂中华民族的先辈通过成功驯养家蚕,开发出一套先进的丝绸生产技术体系,通过丝绸之路传播到世界各地,对世界产生了深远影响[1-3]㊂丝Copyright ©博看网. All Rights Reserved.织品作为一种天然高分子蛋白,在经历缫丝㊁脱胶㊁纺纱和织造后,又受到光照㊁温度㊁水分和微生物等因素的影响[4-6],极易发生劣化降解,甚至泥化而失去实体形貌[7]㊂因此,亟须了解丝绸文物形态变化背后的蛋白质组分变化机理㊂当前,国内外学者多采用扫描电子显微镜(S E M)㊁傅里叶红外光谱(F T I R)和拉曼光谱等手段分析研究了丝绸文物的劣化程度和老化机理[8-11]㊂K o p e r s k a等[11]用F T I R研究了蚕丝样品在150ħ㊁不同空气条件老化后丝素的降解情况;王永礼等[12]模拟了不同波段可见光老化实验,通过色差和S E M分析了各样品劣化程度;龚德才等[13]利用偏振红外光谱和全反射红外光谱,通过对碱性水解丝绸和古代丝织品的取向度和结晶度分析,获得纤维聚集态变化规律,从而评价丝绸的老化程度㊂但以上方法都是从丝绸表面形貌和化学结构等方面着手,缺乏从分子水平上研究蛋白质组分变化的方法㊂近年来,随着质谱技术的发展,蛋白质组学作为一种新兴的技术手段进入人们的视野㊂蛋白质组学技术是一种高通量的蛋白质检测技术,可以精确识别样品中的蛋白质与多肽序列[14-15]㊂典型的蛋白质组学检测过程主要包括3部分:蛋白质组的提取和酶解㊁质谱检测和蛋白数据库对比与分析㊂蛋白鉴定方法目前也被引入考古和文物保护领域[16-18]㊂T o k a r s k i等[19]用蛋白质组学鉴定出文艺复兴时期的绘画中含有卵黄和卵清蛋白;G u o 等[20]采用蛋白质组学对桑蚕丝的成分进行分析,发现蚕茧中含有大量蛋白酶抑制剂,从而解释了桑蚕茧具有抗菌性的原因;L e e等[21]开发了一种基于质谱的蛋白质组学方法,成功将家蚕㊁柞蚕和萨米亚产的蚕茧区分到物种水平;本文课题组曾利用蛋白质组学研究了家蚕和柞蚕的蛋白质差异,找到了区别家蚕与柞蚕的标志蛋白,可用于区分出土文物的种属[22]㊂本文采用蛋白质组学技术,对蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸中的蛋白质组分进行分析,通过研究3种样品中蛋白质与特异多肽的异同,从蛋白组分和一级结构水平评估丝绸老化程度,以期了解古代丝绸全生命周期中蛋白质组分变化过程,从而为丝绸文物的抢救和微量检测提供理论指导㊂1实验部分1.1实验材料和仪器设备实验样品:文物丝绸(新疆三道海子出土,汉晋时期)由中国丝绸博物馆提供;蚕茧和现代丝绸制品(春桑蚕,杭州,2021年)购自杭州富丝工贸有限公司㊂实验材料:无水乙醇购自杭州高晶精细化工有限公司;氯化钙(C a C l2)㊁碳酸氢铵(N H4H C O3)㊁十二烷基硫酸钠(S D S)㊁二硫苏糖醇(D T T)㊁吲哚乙酸(I A A)㊁甲酸(F A)㊁三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(T r i s-H C l)㊁测序级胰蛋白酶(t r y p s i n)和乙腈(A C N)均购自美国赛默飞公司㊂实验仪器:F A2104型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)㊁D F-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器(杭州仪器制造有限公司)㊁F D-I A-50型真空冷冻干燥机(北京博医康实验仪器有限公司)㊁T F-86-30L A型超低温冰箱(上海拓纷机械设备有限公司)㊁J S M5610L V型扫描电子显微镜(德国卡尔蔡司)㊁W a t e r s A c c Q㊃T a g型超高效液相色谱仪(美国沃特世)㊁E a s y n L C1200色谱系统和Q-E x a c t i v e H F-X型质谱仪(美国赛默飞)㊂1.2实验方法1.2.1丝蛋白提取分别称取4m g蚕茧㊁现代丝绸制品和文物丝绸置于200μL8.7m o l/L C a C l2和17.4m o l/L C2H5O H混合水溶液中,在98ħ加热溶解30m i n;待蚕丝蛋白溶液冷却至室温后,装入截留相对分子质量为1000k D a的透析袋中,每6h换一次水,透析3d,去除无机盐㊂将透析后的丝蛋白溶液冷冻干燥处理得到丝蛋白粉末㊂1.2.2丝蛋白酶解在100μg的3种丝蛋白粉末中分别加入100μL S D T裂解液(4%S D S,100m m o l/L D T T, 100m m o l/L T r i s-H C l),96ħ水浴5m i n,冷却至室温㊂采用B C A试剂盒测定蛋白含量后,加入10μL I A A,600r/m i n振荡1m i n,避光室温孵化30m i n㊂加入1m L的预冷丙酮,置于-20ħ静置2h,沉淀蛋白㊂16000g离心10m i n,去除上清液,加丙酮清洗蛋白沉淀,重复3次;加入100μL酶解液(2μg胰蛋白酶溶于100μL N H4H C O3溶液中),600r/m i n振荡1m i n,置于37ħ孵化16h㊂12000g离心10m i n,收集滤液;酶解后的肽段使用脱盐柱脱盐,真空干燥㊂1.3测试与表征1.3.1形貌表征将蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸在1m o l/L的乙醇溶液种洗涤,真空干燥后表面镀金,采用S E M观测3种样品的表面形貌㊂063浙江理工大学学报(自然科学)2023年第49卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.1.3.2 液相色谱质谱联用蛋白鉴定采用纳升流速色谱系统对丝蛋白粉末样品进行色谱分离㊂随后,通过数据依赖采集质谱分析肽段㊂分析时长为60m i n,检测模式为正离子㊁母离子,扫描范围为300~1800m /z ,一级质谱分辨率为60000,A G C 目标为3ˑ106,一级最大I T 为50m s ;肽段的二级质谱分析按照下列方法采集:在每次全扫描后触发采集20个最高强度母离子的二级质谱图谱,二级质谱分辨率为15000,A G C 目标为3ˑ106,二级最大I T 为25m s ,M S 2激活类型为H C D ,隔离窗口为1.3m /z ,归一化碰撞能量为28㊂1.3.3 蛋白数据库检索 选取U n i p r o t 蛋白数据库中的所有18488条桑蚕(B o m b yx m o r i )蛋白建立对比蛋白质数据库,用于比对筛选出样品中的蛋白质组分㊂采用质谱检索软件M a x Q u a n t 对液相色谱质谱联用采集得到的质谱图与建立的对比蛋白质数据库比对验证,M a x Q u a n t 搜库软件分析参数设置如下:搜库方式设为单独搜库,母离子质量偏移小于20.00ˑ10-6D a ,子离子质量偏差小于0.01D a ,半胱氨酸的氨基甲酰甲基化设置为固定修饰,甲硫氨酸的氧化为动态修饰;每个鉴别的蛋白质至少有1个特异肽段;质谱数据检索结果分别采用多肽假阳性概率(P S MF D R ɤ0.01)和蛋白假阳性概率(P r o t e i n F D Rɤ0.01)作为肽段与蛋白鉴定的筛选标准㊂2 结果与讨论2.1 样品形貌分析图1为蚕茧㊁现代丝绸制品和文物丝绸的S E M图㊂从图1可以看出:蚕茧样品缺陷处的蚕丝分为两层;现代丝绸整根丝纤维表面光滑,且有竖纹,表面的微量异物可能为丝胶残留;文物丝绸由于环境复杂,表面黏着大量杂质,在乙醇溶液洗涤过后依旧附着在丝绸表面,丝绸裸露部分粗糙度增加,但几乎没有表面缺陷,整体外观保持完整,可能是干燥的墓葬环境保证了纤维的完整性㊂图1 蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸的S E M 图2.2 总蛋白质鉴定为分析微观层面蛋白质组的变化,使用蛋白质组学技术鉴定出3种样品的蛋白质组分㊂为了排除干扰蛋白和误检蛋白,剔除假阳性多肽和常见蛋白污染源,筛选出所有得分大于0的检出蛋白质,获得总蛋白质鉴定结果㊂在蚕茧中总共检测出406种多肽和75种蛋白,现代丝绸中有98种多肽和59种蛋白,而文物丝绸中只有30种多肽和18种蛋白㊂蚕茧中的蛋白种类远大于现代丝绸,表明多种蛋白质在缫丝㊁脱胶㊁纺纱和织造过程中被除去㊂文物丝绸中蛋白的种类远低于现代丝绸,检出多肽也仅有现代丝绸的30%,扫描结果中蚕丝表观形貌虽没有大的缺陷,但蛋白质组学结果表明劣化作用使得文物丝绸中蛋白质大量降解㊂2.3 3种样品中特异多肽的鉴定图2是蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸中识别蛋白的特异多肽数量图㊂在桑蚕蛋白数据库的18488种蛋白质中,每一种蛋白质都有至少一段多肽序列是完全区别于其他序列(部分蛋白过于相似无法区分,但功能上也完全一致,故合并处理),该肽段被称为特异多肽㊂检测出的每一蛋白中自然包含着属于它们的特征多肽㊂图2表明,从蚕茧到文物丝绸,蛋白种类和蛋白对应特异多肽数量大大减少,含有7条特异多肽的蛋白只在蚕茧中出现,而文物丝绸中的蛋白质最高只含有4条特异多肽㊂只有当某一段多肽含量极低时才无法被检测,而同一蛋白质中特异蛋白的减少只能归因为破坏降解㊂特异多肽的减少说明了蚕茧到文物丝绸的过程会损伤蛋白质,而劣化过程会更进一步破坏蛋白质链㊂2.4 3种样品的差异蛋白分析根据蛋白质的功能,可以将样品中的蛋白分成六大类,分别是丝胶蛋白㊁丝素蛋白㊁酶㊁蛋白酶抑制剂㊁结构域蛋白和其他蛋白;其中丝素蛋白和丝胶蛋白是蚕茧最主要的组分,而蛋白酶抑制剂被认为是天然蚕茧抗菌性的主要来源[20]㊂表1为蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸的蛋白组分㊂由表1可知:对比蚕163第3期周 杰等:基于蛋白质组学的蚕丝蛋白质组分分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图2 蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸中识别蛋白的特异多肽数目注:第一列第一柱代表蚕茧中共有42种蛋白质含有1条特征多肽㊂茧和现代丝绸,两者差异最大为丝胶蛋白,在蚕茧中存在3种丝胶蛋白S e r i c i n 1(A 8C E Q 1)㊁S e r i c i n 1B(P 07856)㊁S e r i c i n 3(Q 17240),在现代丝绸中仅发现1种S e r i c i n 1,且含量极低,说明在丝绸的生产过程中,脱胶工艺是导致蚕丝蛋白变化最大的因素㊂酶㊁蛋白酶抑制剂和其他蛋白种类减少也说明部分功能性蛋白存在丝胶表层,随着丝胶的除去而被带走,与S i l v a 等[23]提到的丝胶具有抗菌性相互印证㊂对比现代丝绸与文物丝绸可以发现,文物丝绸中丝胶蛋白和蛋白酶抑制剂已完全降解,结构域蛋白㊁酶和其他蛋白的种类都大幅度减少,大量蛋白质完全降解㊂蛋白酶抑制剂的消失也表明了丝绸的抗菌能力也会随着功能蛋白的降解而消失㊂不同于S E M 中展现出的表观形貌没有大的缺陷,丝绸文物在蛋白质组分层面降解严重㊂表1 3种样品中检测到的蛋白质蛋白种类蚕茧现代丝绸文物丝绸蛋白数量/种代表蛋白编码蛋白数量/种代表蛋白编码蛋白数量/种代表蛋白编码丝胶蛋白3A 8C E Q 1,P 07856,Q 172401P 07856丝素蛋白5P 05790,Q 7J Y G 3,P 041484P 05790,Q 7J Y G 3,P 041483P 05790,Q 7J Y G 3,P 04148酶9A 4P H N 6,H 9J W 98,H 9J U B 66H 9J U F 6,H 9J 3D 0,H 9I V T 82H 9J U F 6,H 9J 700蛋白酶抑制剂3P 81902,Q 1H Q 32,H 9J B Z 42P 81902,Q 968T 8结构域蛋白11H 9J 1E 3,H 9J Q N 5,H 9J U B 614H 9J 7T 8,H 9J B 13,H 9J E F 82H 9J J Y 1,H 9J K 95其他蛋白43H 9I R Z 3,H 9I Z K 4,Q 1H P Y 732H 9J 0X 2,H 9I U 21,H 9I Z K 411H 9I Z K 4,H 9J 7B 3,H 9I T C 3注:所有蛋白编码均来源于u n i po r t 数据库㊂2.5 3种样品中的共有蛋白和多肽在鉴定出的所有蛋白中,有5种蛋白质在3个样品中都被检测到,分别为丝素蛋白重链(P 05790)㊁丝素蛋白轻链(Q 7J Y G 3)㊁糖蛋白链(P 04148)和两个无特征蛋白(H 9I Z K 4㊁H 9I V S 7)㊂其中丝素蛋白重链㊁轻链和P 25链是桑蚕茧中的标志蛋白,仅存在桑蚕茧中,这也说明了文物丝绸为桑蚕茧织造而成㊂3种蛋白在蚕茧中以6ʒ6ʒ1的物质的量比存在[22],为丝绸的主要蛋白质,占丝绸蛋白的70%以上㊂表2为上述5种蛋白的详细信息㊂由表2可以看出,5种蛋白的特异多肽数量和蛋白相对强度都在下降,说明均发生了不同程度地降解,部分区域已经完全消失㊂以上结果进一步说明加工工艺不是无损的,文物丝绸降解比表观形貌表现出的要更为严重㊂为了进一步分析这5种共有蛋白的相对降解速率,本文对P 05790㊁Q 7J Y G 3㊁P 04148㊁H 9I Z K 4和H 9I V S 7蛋白进行了相对丰度变化分析㊂当一种蛋白的降解速率快于其他蛋白,它的相对丰度占比将会升高[24]㊂从图3的5种蛋白相对丰度图中可以看到,两个无特征蛋白含量极低;对于剩下的3种蛋白,蚕茧和现代丝绸中其相对丰度基本保持一致,表明脱胶过程对这3种蛋白的影响近乎同步;而对比文物丝绸和现代丝绸可以发现,文物丝绸中丝素蛋白轻链相对丰度相较于轻链和P 25链显著上升,这说明轻链降解速率最慢,其很有可能存在丝绸文物的全生命周期中,故有望成为判断文物丝绸降解程度的关键蛋白㊂263浙江理工大学学报(自然科学)2023年 第49卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表2 3种样品中共同检测到的蛋白质蛋白编码蚕茧现代丝绸文物丝绸特异多肽/条得分相对强度特异多肽条得分相对强度特异多肽/条得分相对强度P 0579073232.5ˑ1011123239.9ˑ101063237.0ˑ109Q 7J Y G 382391.3ˑ101173236.0ˑ101063231.1ˑ1010H 9I Z K 482182.0ˑ10105601.2ˑ10922074.8ˑ107P 041481721.8ˑ101051775.4ˑ10913234.4ˑ108H 9I V S 73175.0ˑ109187.4ˑ10723231.7ˑ109注:所有蛋白编码均来源于u n i po r t 数据库㊂图3 5种共有蛋白的相对丰度重复特异多肽韦恩图可以分析3种样品的共有特异多肽,找到文物丝绸全生命周期最有可能遗留下来的多肽㊂结果如图4所示㊂从图4可以看出:3个样品的共同检出多肽有15条,其中5条归属于丝素蛋白重链,7条归属于丝素蛋白轻链,剩下3条分别归属于其他3个共有蛋白;15条多肽中存在两条值得关注的序列,在任一样品中丰度排名前三,分别是属于重链的多肽链D A S G A V I E E Q I T T K 和属于轻链的多肽链A S S V I S R ,由此推断,这2条多肽最有可能在复杂的墓葬环境中保存下来㊂同时这两条多肽归属于丝素蛋白且是重链和轻链的特异多肽,在墓葬环境中发现这两条多肽将可以直接推断出重链和轻链的存在,继而判断出该墓葬中曾埋藏过丝绸㊂故重链的多肽链D A S G A V I E E Q I T T K 和轻链的多肽链A S S V I S R 有望作为检测丝绸存在痕迹的分子标志物㊂3 结 论本文采用高通量蛋白质组学蛋白检测方法,对文物丝绸全生命周期过程中蛋白质组分变化情况进行分析,得到以下结论:a)加工过程中对丝绸影响最大的因素为脱胶工图4 蚕茧㊁现代丝绸和文物丝绸之间共同多肽韦恩图艺;碱性脱胶作用可以去除绝大部分丝胶,但同时丝胶表层的大量功能蛋白质也被除去,各种蛋白质都受到一定损伤㊂b )丝绸在埋藏过程受到各种外在环境因素影响,文物丝绸相比于现代丝绸,蛋白种类已经显著减少;大量酶蛋白和蛋白酶抑制剂完全降解,丝素蛋白重链㊁轻链㊁P 25链3种主要蛋白也部分降解,其中轻链降解速度最慢㊂c )3个样品中共找到15种共有多肽,其中保存最好的两条特异多肽有望成为丝绸微量检测中的分子标志物㊂参考文献:[1]董波.现代文明背景下的一部远古史诗:评沈爱凤的‘从青金石之路到丝绸之路--西亚㊁中亚与亚欧草原古代艺术溯源“[J ].艺苑,2011(6):60-65.[2]周伟.衣冠上国今犹在礼仪之邦乘归梦:华夏衣冠设计初探[J ].四川戏剧,2016(1):115-117.[3]G l a u s i u s z J .T h e I n t e r n e t o f t h e a n c i e n t w o r l d [J ].N a t u r e ,2009,462(7273):574.[4]M i n g J F ,F a n Z H ,X i e Z G ,e t a l .A m o d i f i e d g r e yv e r h u l s t m o d e l m e t h o d t o p r e d i c t u l t r a v i o l e t p r o t e c t i o np e r f o r m a n c e o f a g i n g B .m o r i s i l k f a b r i c [J ].F i b e r s a n d P o l ym e r s ,2013,14(7):1179-1183.363第3期周 杰等:基于蛋白质组学的蚕丝蛋白质组分分析Copyright ©博看网. 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蚕业资源的食用、药用价值及应用
以蚕娥为基础开发的系列产品
2.4 白僵蚕 白僵蚕是家蚕幼虫感染的僵菌而致死的干燥体。 2.4.1 药用价值 《本草纲目》记载：具有熄风止痉、活血通络、化痰散结
等功效。
2.4.2 化学成份
白僵蚕体内含有激素羟基促蜕皮甾酮及一种色素3-羟基犬
尿素。 体表的白粉中含有草酸铵、蛋白质和脂肪。
2.4.3 药理作用 现代药理实验证实，白僵蚕具有较强的抗惊厥和抗凝作 用，具有普通肝素不具备的优点，还具有催眠、抗肿瘤、抑 菌、治疗糖尿病及其并发症等作用。
水份85%，以葡萄糖和果糖为主的糖份5-13%，
含各种维生素4.8-8.2%（Vc、VB1、VB2）
芸香甘、K、Ca、Mg、Zn、Fe 酸度0.11%-0.25%
桑葚中的桑籽：亚油酸含量69.33%，VE0.07%。（VE：抗
氧化、抗衰老，可消除脂褐素在细胞中的沉积，改善细胞正 常功能，减慢细胞组织的衰老过程） 1.2.3 药理作用 增强机体细胞免疫功能 促进造白细胞生长、抗氧化 提高胃功力
3.3 药理作用 蚕丝蛋白中甘氨酸和丝氨酸能降低血液中的胆固醇浓 度，帮助人体排泄人体内的有害物，具有解毒作用；丙氨酸 能转化为能源，促进酒精代谢，提高肝功能；酪氨酸能转化 为神经传导物（多巴），多巴对老年性中风和老年痴呆症的 患者具有防治效果；蚕丝肽具有促进胰岛素分泌，抑制自身 的免疫等方面作用；硫酸化丝素或丝胶具有与肝素一样的抗 血液凝固活性，而且能抑制HIV感染的T细胞，使一种极具开 发前景的抗艾滋病药剂。 3.4 应用 生物医药、食品、发酵工业、化妆品等。
素、脑激素、前列腺素、胰岛素、环甘酸及细胞色素C等。 另外，烟酸、α-蜕皮酮、β-蜕皮酮等对调节人体机能 有很好的功效。
2.3.3 药理作用 蚕蛾体内含有大量的性激素、细胞色素c 、拟胰岛素、
蚕丝织物精练液中丝胶蛋白提取的新方法
丝胶占蚕丝的20%~30%［1］，蚕丝织物精练就是要脱去丝胶，因此在蚕丝织物精练液废水中含有高浓度的丝胶蛋白。
如果不将丝胶提取出来，废水直接排到污水总管道，一方面会增加污水处理厂生物氧化池的负荷，消耗大量的活性污泥，使污水处理效率降低、成本增加，也会影响后续的污泥脱水干化，使脱水效率降低；另一方面，丝胶蛋白有许多优异的性能，可以广泛应用于织物后整理［2］、化妆品［2］、食品添加剂［3］、功能性生物材料［3］等。
如丝胶蛋白具有优良的吸湿保湿性，可用于合成纤维织物的后整理［4］，提高其吸放湿性能，减少静电荷，使穿着更舒适，特别适用于制作内衣、内裤、婴儿衣服、床上用品及汽车内饰材料等。
如用于化妆品添加剂，丝胶是一种理想的天然保湿因子，可使皮肤保持一定水分，而且能抑制酪氨酸酶活性，有效地抑制黑色素形成［5］。
基于以上两点，应将丝胶废水中的丝胶蛋白提取出来，纯化、干燥，变废为宝。
目前，国内外丝胶的提取方法主要有酸析法［6］、摘要丝绸印染厂的蚕丝织物精练液未提取丝胶蛋白就排放到污水处理厂，不仅浪费资源，还增加了后续污水处理的难度。
丝胶蛋白具有许多优异的性能，可用于织物后整理、化妆品、食品添加剂、功能性生物材料等领域。
因此亟需研究高效、简便、易于推广的回收新方法。
在适当pH 条件下，利用单宁沉降法结合冷冻法，详细探讨了提取工艺，确定了最佳工艺。
与酸析法比较，最佳工艺的回收率提高16个百分点，沉降时间大大缩短，效率提高5倍，预期会产生良好的经济效益。
关键词丝胶；回收；单宁；沉降；冷冻；回收率中图分类号：TS195.2文献标志码:A 文章编号:1005-9350（2021）04-0043-03A new method for extracting sericin from silk fabric scouring solutionAbstract The silk fabric scouring solution from silk printing and dyeing plant is discharged to the sewage treatment plant without sericin protein extraction,which not only wastes resources but also increases the difficulty of subsequent sew-age treatment.Sericin possesses many excellent properties,which can be used in fabric finishing,cosmetics,food additives,functional biomaterials and so on.Therefore,it is in urgent need to develop a new recovery method which is efficient,sim-ple and easy to popularization.The extraction process was investigated in detail by using tannin precipitation method com-bined with freezing method under proper pH,and the optimal process was found pared with acid-precipitation method,the recovery rate increased 16%,the settling time was greatly shortened,and the efficiency increased by 5times,which was expected to produce good economic benefits.Key words sericin;recovery;tannin;sedimentation;freezing;recovery rate蚕丝织物精练液中丝胶蛋白提取的新方法收稿日期：2020-07-06基金项目：2019年淄博市重点研发计划（政策引导类项目2019ZC010106）；丝胶废水资源化开发应用研究（2018年周村区校城融合项目）作者简介：肖俊梅（1964—），女，山东淄博市人，副教授，本科，主要从事污水处理研究，E-mail：*****************。
蚕丝丝胶蛋白——一种功能性化妆品原料
蚕丝丝胶蛋白——一种功能性化妆品原料靳春平;邓连霞;朱良均【摘要】丝胶富含大量丝氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸等极性氨基酸,具有与皮肤角质层天然保湿因子类似的成份与功能,对皮肤有保湿、美白、抗氧化、抗菌消炎、吸收及抑制紫外线等功能,在化妆品等领域具有广泛的应用前景.【期刊名称】《蚕桑通报》【年(卷),期】2013(044)002【总页数】3页(P13-15)【关键词】丝胶;保湿;美白;抗氧化;化妆品【作者】靳春平;邓连霞;朱良均【作者单位】浙江大学应用生物资源研究所,浙江杭州 310058;浙江大学应用生物资源研究所,浙江杭州 310058;浙江大学应用生物资源研究所,浙江杭州 310058【正文语种】中文【中图分类】S886.7丝胶是一种来源丰富的天然蛋白质，在组成丝胶的18种氨基酸中有8种是人体所必需的。
其中甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸以及酪氨酸含量较高，具有独特的药理作用、保健功能和营养价值，被赞誉为“贵族蛋白质”。
1983年，大谷等［1］发现蚕丝丝胶蛋白能使肌肤富有营养，对肌肤具有滋润、美白与光滑作用，因此，丝胶蛋白可用于护肤品等化妆品领域。
本文主要概述丝胶护肤功能的研究进展。
2.1 保湿功能一般来说，健康的皮肤角质层中应保持含有10%～20%的水分，才能使皮肤保持丰满、富有弹性、有光泽及不开裂。
丝胶具有与天然保湿因子相似的成份与功能，可减缓水分蒸发，保持水分不易流失。
丝胶蛋白中含有许多极性氨基酸，它们富有-OH、-COOH、-NH2等亲水基团，可使水分与皮肤角质层结合，使皮肤含有一定的水分，从而使皮肤柔软光滑。
丝胶分子在水溶液中发生高度伸展和相互缠绕，并通过氢键与水分子紧密结合，形成连续网状结构的水凝胶，具有较高的吸水和持水性能，能吸收和保持其自身质量上千倍的水分。
将丝胶蛋白水凝胶涂布于皮肤表面后，能在其表面形成一层水化膜，使角质层水合软化，使皮肤中保持适当水分，从而让皮肤光滑、柔软、富有弹性。
一般认为，小分子量的水溶性丝胶更具有优异的调湿、保湿作用，可根据需要通过改变水解条件（溶液浓度、pH、温度等）进行调控，制备护肤用途的小分子量丝胶蛋白［2］。
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Ｅｓａ ｌｓ ｔ ｂ ｉｈｍ ｅ ｆＳｉｋｗｏ ｍ ｒｅ ｉｓＰｏ ｌｗｉｈ ｎｔｏ ｌ ｒ Ｖａ ｉｔｅ ｏ ｔ Ｈ ｉｈ ｒｅｎ ｏ ｅｎ ｎｔｎｔａ ｔ ｇ Ｓｅ ｉｉ Ｐｒ ｔｉ Ｃｏ ｅ ｎｄ ｉｓＡｐｐ ｉ ａ ｉｎ ｌｃ ｔｏ
蚕丝是天然的动物性蛋白，主要 由内层部分的 丝素 （ｉｒｉ） Ｆｂｏ 和外 层部 分 的丝 胶 （ｅｉｎ 两 种蛋 白 ｎ Ｓｒ ｉ） ｃ
组成， 丝素 为高分子 量 的不 溶性纤 维蛋 白 ， 行蚕 丝 现
改性材料等领域具有较高的开发利用价值。如丝胶 有 类 似 于 皮 肤 角 质 层 中 天 然 保 湿 因 子 （ ａ ｒ Ｎｔ ａ ｕｌ ｍ ｉａｉｎ ｃ ｒ Ｎ ） ｏｓ ｒｉｇｆ ｔ ， ＭＦ 的作 用 ， ｔ ｚ ａｏ 具有 良好 的调湿 和 保湿功能 ， 使皮肤光滑、 富有弹性 ； 能有效抑制酪氨 酸酶活性和黑色素的生成 ， 具有美白作用 ， 并具抗氧
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第４ 卷 第３ ２ １年８ １ 期 ００ 月
Ｖｏ． １ Ｎ ． Ａｕ ． ２ １ １ ｏ３ ４ ｇ， ０ ０
爱杂通窳
Ｂ ｌ ｔ ｆ ｅｉｕ ｕ ｅ ｕｌ ｉ ｏ ｒ ｈ ｒ ｅｎ Ｓ ｃ ・１ ・ ７
高丝胶 蛋 白含量家蚕 品种资源库的构建及应用
何 秀玲 ， 胡桂 燕 ， 陆松 ，刘培刚 ，曹锦 如 ， 爱红 ， 姚 叶 王永 强
（ 浙江省农业科学 院 蚕桑研究所 ， 浙江 杭州 ３ ０２ ） １０ １
摘 要： 利用杂交育种 、 丝胶蛋 白含量跟踪检测等方法 ， 了能分泌 白色、 构建 绿色 、 黄色、 橘红色丝胶蛋 白的 ｌ 个品种组 ８ 成的资源库 ， 其丝胶蛋 白含量位于 ９ ． ～ ０ ％， ３９ １０ 为制备纯天然 、 ２ 不变性的高品质丝胶蛋 白及其在化妆品、 医药 、 食品和 纤维改性材料等领域的利用提供高品质原料。
目 前丝胶蛋白的来源主要通过下茧、废丝脱胶
或 缫丝废液 中的丝胶 蛋 白进 行 回收浓缩 、冷冻 或喷
于其可溶的特性 ， 在制丝过程中被脱掉 ， 未得到有效 利用。 研究表明 ， 丝胶蛋 白具有优 良的保湿、 抗氧化、 抗菌、 抗紫外线等功能 ， 在化妆品、 医药、 食品和纤维
ｃ ｏ ｓｎ ｂ ｅ ｄｎｇ ａ ｄ ｒ ｃ ｉ ｇ ｄ ｔ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｉ ｉ ｐ ｏ ｅｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｉ ｇ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔａ ｋ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ｆ ｓ ｒｃ ｎ ｒ ｔ ｉ ｏ ｔｎ ，ｗｈ ｃ ｃ ｕ ｄ ｅ ｒ ｙ ｌｏ ｅｌ ｗ，ｏ ａ ｅ— ｅ ｅ ｉｉ ｒ ｔｉ ｓ ａ ｄ ｔ ｉ ｏ ｔ ｎ ｎ ９ ９ ｒ ｎｇ ｒ ｄ ｓ ｒｃｎ ｐ ｏｅ ｎ ｎ ｈｅｒ ｃ ｎ ｅ ｔｉ ３．２－１ ％ ．Ｔｈ ｒ ｅ ｉ ｇ ｏ ｅ ｉ ｉ ａ ｅ ｉｓ ００ ｅ ｂ ｅ ｄ ｎ ｆｓ ｒｃ ｎ ｖ ｒ ｔｅ ｉ
化 功能 ， 是珍贵 的化 妆品添加剂 。
业主要是利用丝素制作生丝及丝绸产品，丝胶为低 分子量的可溶性球状蛋白，常规品种 中丝素和丝胶
分别 占 ７～ ０ ０ ８％和 ２～ ０ 丝 素和丝胶均 由 １ 种氨 ０ ３％。 ８ 基 酸所 组成 ， 各氨基 酸含 量差异很 大 ， 但 丝胶 中极性 氨基 酸 比例达 ７％， ５ 远高 于丝素 中的 ２％【 ５ ” 。丝胶 由
ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｉ ｈ ｅｄ ｆｃ ｓ ｔｃ ， ｄｉｉ ｅ ｆ ｏ ｎｄ ｆ ｒ ｍｏ ｉ ｅ ｔｒａｓ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｆ ｌ ｓｏ ｏ ｍｅｉ ｓ ｍｅ ｃ ｎ ， ｏ ｄ ａ ｂｅ － ｄ ｆ ｄ ｍａ ｅ ｌ． ｉ ｉ ｉ ｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｙ ｒ； ｅｉｉ； ｓｕ ｃ ｏ ｌ Ｅ ｔｂｉ ｍｅ ｔ Ａｐ ｌ ａｉｎ ｙ ｒ ｓ Ｂ ｍｂ ｘｍｏ ｉ Ｓ ｒ ｎ Ｒｅｏ ｒｅｐ ｏ； ｓａ ｌ ｈ ｎ； ｐｉ ｔ ｃ ｓ ｃ ｏ