本發明屬于高分子纖維材料，具體涉及一種基于spice-ds8蛋白的重組蜘蛛絲蛋白纖維及其制備方法。

背景技術：

1、蜘蛛牽引絲作為最強韌的生物材料之一，由于兼具高強度和良好的延展性，使其具有優于絕大多數合成材料的超強韌性，而制備高濃度的蛋白紡絲液是進行重組蛛絲蛋白仿生紡絲的重要前提之一。園蛛總科蜘蛛都是結網蜘蛛，并且其牽引絲擁有超強的綜合力學性能，其應用前景十分廣闊，但受限于蜘蛛天生好斗，自我保護意識和地域攻擊性等天性，無法像收獲蠶絲一樣通過大規模養殖的方式來大批量收集蜘蛛絲，因此蜘蛛不能像家蠶一樣大量產絲并以繭的形式被人們利用。

2、重組蜘蛛絲因其優異的性能仍然具有廣闊的應用前景，各種實驗方法(例如濕法和干法紡絲)已經被用于模仿家蠶自然紡絲過程，以再生絲素(rsf)生產絲纖維，其中一些誘導了優異的機械性能。然而，這些方法中的大多數不允許連續生產，因為紡紗后通常需要在凝固浴中進行幾個小時的處理，或者必須手工拉伸纖維，因此，這種方法不適合工業生產，只能提供少量的纖維樣品供實驗室使用。即使少數濕紡絲方法能夠建立rsf的連續紡絲工藝，但絲纖維力學性能較天然蠶絲差距較大。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是：提供一種基于spice-ds8蛋白的重組蜘蛛絲蛋白纖維及其制備方法，以解決濕紡法難以連續紡絲、絲纖維力學性能不佳的技術問題。

2、為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種spice-ds8蛋白，其氨基酸序列如seq?id?no：1所示。

3、本發明還公開了編碼上述spice-ds8蛋白的基因，其核苷酸序列如seq?id?no：2所示。

4、本發明還公開了包含上述基因的重組質粒。

5、本發明還公開了一種重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，包括以下步驟：

6、s1、將蠶繭剪碎，然后置于堿液中煮沸20-40min，取出蠶絲，沖洗，烘干，得到絲素粗蛋白；堿性條件能夠有效的促進絲膠蛋白的膨潤、溶解和水解，并通過皂化作用去除部分蠟質；

7、s2、將絲素粗蛋白溶解，在50-60℃下加熱3-5h，然后透析46-50h，最后冷凍干燥，得到絲素蛋白；

8、s3、將絲素蛋白溶于極性溶劑中，隨后加入spice-ds8蛋白孵育10-14h，得到重組絲蛋白紡絲液；絲素蛋白、極性溶劑和spice-ds8蛋白的比例為0.3-0.4g：8-12ml：0.03-0.07g；

9、s4、采用濕紡法紡絲，將重組絲蛋白紡絲液擠出到凝固液中，以5-7cm/s的速度牽引收集濕紡絲纖維，最終得到重組蜘蛛絲蛋白纖維。

10、在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

11、進一步，堿液為碳酸鈉、碳酸氫鈉或尿素溶液。

12、進一步，堿液的濃度為0.01-0.03m。

13、進一步，烘干的溫度為55-65℃，時間為8-12h。

14、進一步，s2中溶解所用溶劑為libr或liscn溶液。纖維素可以被libr或liscn溶液部分溶解，形成纖維素納米原纖維，從而制備具有微納米分級結構的多孔絲素蛋白/纖維素海綿材料。

15、進一步，s2中溶解所用溶劑的濃度為9-10m。

16、進一步，透析所用透析膜的截留分子量為13000-15000道爾頓。

17、進一步，冷凍干燥的溫度為-30～-10℃，時間為22-26h。

18、進一步，極性溶劑為六氟異丙醇(hfip)。六氟異丙醇(hfip)是一種強極性溶劑，可以促使蛋白質分子內部構象發生變化，從而加強其溶解性，用于溶解含有高含量的β-結構的蛋白質。

19、進一步，重組絲蛋白紡絲液的擠出速度為45-55μl/min。

20、進一步，凝固液的成分包括75-85vol％etoh溶液、0.5-0.7m醋酸銨和0.5-1.5wt％peg4000，ph為5-6。

21、本發明還公開了采用上述制備方法制得的重組蜘蛛絲蛋白纖維。

22、本發明的有益效果為：本發明公開的spice-ds8蛋白既在蜘蛛的大壺狀腺中存在，又在蜘蛛牽引絲上存在，與園蛛總科蜘蛛擁有超強的綜合力學性能有關。spice-ds8蛋白可以促進絲纖維體外紡絲的力學性能，其應變和韌性提升明顯，并且spice-ds8蛋白的關鍵功能域spice-ds8-s(kggldilggllklskagkdgknff)可以促進絲蛋白的自組裝和纖維形成。通過將spice-ds8蛋白作為紡絲液的原料，制得的重組蜘蛛絲蛋白纖維在強度、韌性、伸長率方面有顯著提升，為改良體外重組絲的力學性能提供可能，并且本發明方法簡化了紡絲工藝，可以實現連續紡絲，有利于工業量產。

技術特征：

1.一種spice-ds8蛋白，其特征在于，所述spice-ds8蛋白的氨基酸序列如seq?id?no：1所示。

2.一種編碼權利要求1所述的spice-ds8蛋白的基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如seq?id?no：2所示。

3.一種重組質粒，其特征在于，包含權利要求2所述的基因。

4.一種重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，所述s2中溶解所用溶劑為libr或liscn溶液。

6.根據權利要求4所述的重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，所述透析所用透析膜的截留分子量為13000-15000道爾頓。

7.根據權利要求4所述的重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的溫度為-30～-10℃，時間為22-26h。

8.根據權利要求4所述的重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，所述重組絲蛋白紡絲液的擠出速度為45-55μl/min。

9.根據權利要求4所述的重組蜘蛛絲蛋白纖維的制備方法，其特征在于，所述凝固液的成分包括75-85vol％etoh溶液、0.5-0.7m醋酸銨和0.5-1.5wt％peg4000，ph為5-6。

10.一種重組蜘蛛絲蛋白纖維，其特征在于，采用權利要求4-9任一項所述的制備方法制得。

技術總結
本發明公開了一種基于SpiCE?DS8蛋白的重組蜘蛛絲蛋白纖維及其制備方法，屬于高分子纖維材料技術領域。本發明公開了SpiCE?DS8蛋白的關鍵功能域SpiCE?DS8?S(KGGLDILGGLLKLSKAGKDGKNFF)，該功能域可以促進絲蛋白的自組裝和纖維形成。通過將SpiCE?DS8蛋白作為紡絲液的原料，制得的重組蜘蛛絲蛋白纖維在強度、韌性、伸長率方面有顯著提升，為改良體外重組絲的力學性能提供可能，并且本發明方法簡化了紡絲工藝，可以實現連續紡絲，有利于工業量產。

技術研發人員：毛禹狄,賈安強,王翊,王慶媛
受保護的技術使用者：西部（重慶）科學城種質創制大科學中心
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28