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蚕丝由于其出色的力学性能(高模量、高弹性),而引起人们对蚕丝蛋白基础及应用研究的广泛关注。蚕丝蛋白的结构和成丝机理一直是人们研究的热点,但仍有许多工作有待进行更加深入的探讨,如关于蛋白质与金属离子相互作用及蛋白质折叠解折叠的研究。 在蚕的吐丝过程中伴随着金属离子含量的变化,同时还伴有pH条件的改变。虽然有很多报道讨论了一定量的金属离子(如K(Ⅰ),Ca(Ⅱ))可以导致丝素蛋白的构象转变,且这一变化有着pH依赖性,但是具体的作用机理仍然不清楚。在蚕的腺体中也存在Cu(Ⅱ),但由于其含量远远低于其它的金属离子,因而与丝素蛋白结构关系的报道较少。本文主要通过顺磁共振波谱法(EPR)、核磁共振(NMR)、拉曼(Raman)、和圆二色谱(CD)等方法研究了Cu(Ⅱ)和pH对丝素蛋白构象转变的影响。该结果一方面可以使我们对蚕的吐丝机理有更清晰地认识,另一方面还可以将丝素蛋白作为模型蛋白,为中枢神经系统疾病的研究提供帮助,因为已有大量的证据表明,Cu(Ⅱ)的代谢异常能引起中枢神经系统的功能紊乱,引起一系列的疾病。 本论文首先利用EPR研究了再生丝素蛋白的一系列pH和Cu(Ⅱ)浓度条件下的Cu(Ⅱ)-丝素蛋白络合物体系。研究结果表明随着pH由8.0降到4.0,Cu(Ⅱ)与丝素蛋白的配位类型由Cu～4N过渡到Cu～2N2O。在中性情况下(pH=6.9),Cu(Ⅱ)与丝素蛋白中AHGGYSGY氨基酸序列中的组氨酸上的咪唑基(Nπ),两个相邻的甘氨酸上的酰胺氮,以及一个色氨酸的羟基氧形成Cu～3N1O的络合物。在弱酸性条件下(pH=5.2),Cu(Ⅱ)与丝素蛋白中AHGGYSGY中的组氨酸残基形成His(Nτ)-Cu(Ⅱ)-His(Nι)桥键。