Resilin-R5融合蛋白是将天然超强弹性蛋白Resilin和硅沉积肽R5线性连接形成的人工嵌段高分子。其中,Resilin是一类具备超强弹性的生物蛋白,在一些昆虫外骨骼,飞行系统,发声系统等有着广泛的分布,交联后的Resilin所具备的超高弹性以及变性复原能力要远远高于普通橡胶,在材料学、医学和组织工程等领域具备很高的潜在应用价值。R5肽来自硅藻（Cylindrotheca fusiformis）细胞壁中silaffin前体多肽C端的由19个氨基酸构成的功能单位,能够诱导和调节硅藻中二氧化硅的沉积作用。其所展示的体外二氧化硅沉积性能,能获得具有不同形态学特征的拱形结构和细长纤维结构,暗示了其在纳米材料等领域的潜在应用价值。 本论文为了获得兼具“高弹性”和“硅沉积”性能的新型功能生物材料,将具有高弹性的Resilin蛋白与具有硅沉积作用的R5肽进行了融合,研究了其在大肠杆菌中的表达,及纯化方法。首先,将果蝇弹性蛋白基因CG15920序列与硅藻R5肽基因序列进行拼接,经过稀有密码子优化后合成重组基因resilin-r5。然后将其插入原核表达载体pET28a,转化大肠杆菌BL21（DE3）pLysS获得表达菌株,并通过IPTG进行诱导表达。同时将resilin-r5插入到载体pUC57后转化E.coliAclpX, E. coli BW25113, E.coli DH5a等大肠杆菌菌株比较不同菌株的表达差异,以期获取更高的目标蛋白表达量。最后以盐析加热法和Ni离子柱亲和层析法纯化带组氨酸标签的重组融合蛋白。最终实现Resilin-R5融合蛋白的高效表达,产量达到120mg/L发酵液。并采用6×His标签Western blot和蛋白质C端测序,证实所获得融合蛋白为全长目标蛋白Resilin-R5。 进一步将Resilin-R5与天然阳性多糖-壳聚糖按一定比例共混,制备了系列Resilin-R5/壳聚糖共混复合膜材料。对复合膜材料的溶胀性能、透气性、吸水率、保水率、光催化交联性能、二氧化硅沉积性能和力学性能进行了测试；并采用傅立叶变换红外光谱分析、差示扫描量热分析和显微观察对复合膜内部基团间相互作用、共混性能和膜形貌进行了测试分析。结果表明,伴随Resilin-R5比例升高,复合膜溶胀比呈逐步下降趋势,最低溶胀比约为纯壳聚糖膜的50%；当Resilin-R5比例分别为7%和33%时复合膜透气性较高,分别达到403g/m2·24h和392g/m2·24h,均显著高于纯壳聚糖膜；复合膜的吸水率和保水率伴随Resilin-R5比例升高呈升高趋势,最高分别达到264%和231%,均显著高于纯壳聚糖膜；复合膜形貌表现为多微球聚集膜材料,经光催化后能够形成紫外下发射蓝色荧光的交联体,并能催化硅酸甲酯水解在膜表面或内部形成颗粒状沉积物；当Resilin-R5比例为13%时,复合膜具有最高拉伸长度和最高拉断强度,分别为41.6%和32.1MPa,显著高于纯壳聚糖；傅立叶变换红外光谱和差示扫描量热分析结果表明,Resilin-R5与壳聚糖间存在相互作用,且当Resilin-R5比例低于20%时,Resilin-R5与壳聚糖间具有良好的共混性能。 综上所述,本文设计合成了resilin-r5融合基因,并在大肠杆菌中实现了高效表达和纯化,创制了Resilin-R5这一新型蛋白质类生物材料；Resilin-R5/壳聚糖复合膜具有优良的材料学性能,在医用敷料和缝合线方面具有良好的应用潜力。