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蛛丝作为一种天然高分子量的蛋白质纤维,具有良好的生物学品质和机械学性能,如强度高、弹性好及生物相容性好等,是一种很有潜力的生物材料。由于蜘蛛自相残食的天性而无法大规模养殖,因此通过基因工程技术来获取蛛丝蛋白成为一种有效的方法。但是,重组蛛丝蛋白在异源宿主内的表达量低且蛛丝蛋白由溶液转变为丝纤维的成丝机制尚不明确等,从而限制了蛛丝纤维的后续应用。因此,掌握蛛丝蛋白在体外的成丝机制是工业化生产高品质纤维的必要条件。由大腹园蛛次壶腹腺丝蛋白全长编码基因翻译的蛋白质glycine和alanine含量达到64%,且其重复模块主要以glycine-X、 glycine-X-X、glycine-X-X-X和poly-alanine等形式存在。MiSp全长氨基酸序列除可划分为NT、CT以及Rep外,还包含2个氨基酸序列完全相同的间隔区spacer,它们在蛛丝蛋白自组装以及丝性能等方面分别行使不同的生物学功能。基于大腹园蛛次壶腹腺丝全长基因构建4个克隆,研究不同生理环境对蛛丝蛋白自组装成纤维的影响,进而为仿生蛛丝纤维奠定理论基础。本课题开展了如下研究工作：1)四个克隆NTR1SR2CT、R1SR2CT、R1R2CT、R1R2的构建。2)四个重组蛛丝蛋白的表达及纯化。3)四个重组蛋白自组装成纤维的对比。4)测定重组蛛丝蛋白NTR1SR2CT的二级结构。5)测定不同盐离子(浓度)情况下重组蛛丝蛋白NTR1SR2CT的自组装成纤维情况。针对以上几个方面的研究,都取得了良好的结果：1)以A.ventrcosus MiSp全长基因为模板,运用PCR扩增及I型限制性内切酶Bsa I介导的无缝连接技术成功的构建了四个克隆NR1SR2CT、R1SR2CT、R1R2CT、R1R2,并得以测序验证。2)四个蛋白中,R1R2CT蛋白、R1R2蛋白是可溶的,采用NI-NTA非变性纯化；NTR1SR2CT蛋白形成包涵体,采用洗包涵体变性纯化方式；R1SR2CT蛋白部分可溶,部分形成。对于NTR1SR2CT与R1SR2CT,不用顾忌提高温度会使蛋白形成包涵体,可通过提高诱导温度提高表达量。NR1SR2CT蛋白形成包涵体,是由于大肠杆菌在培养的过程中代谢产酸,使pH降低,诱导NT形成二聚体,从而促使其自组装。而R1SR2CT形成部分包涵体,可能是由于S亦能感应pH变化,促进蛛丝蛋白空间结构的转变,从而诱导其自组装成纤维。3)将纯化后的四种蛋白分别透析到Tris-cl pH7.0,涂到铝箔纸上,过夜自然干燥。通过SEM观察四个蛋白的自组装后形态,NTR1SR2CT薄膜表面呈有序纤维状,R1SR2CT与R1R2CT薄膜无多大差异,表面呈小球聚集状,R1R2薄膜表面无明显特征形貌。NT与CT在成纤维的过程起非常重要的调节作用。4)重组蛛丝蛋白NTR1SR2CT溶液二级结构主要为random coil或helix,在自然成丝及冻干过程中部分random coil或helix转变为β-sheet,甲醇能促进该转变过程。5)钾离子和磷酸根离子促进NTR1SR2CT重组蛋白自组装从而促进丝纤维的形成,而低浓度的NaCl有利于促进蛛丝蛋白的溶解性。