合成生物学在蛋白质功能材料领域的研究进展

王盼，朱晨辉，赵婧，范代娣

（1西北大学化工学院，陕西省可降解生物医用材料重点实验室，陕西 西安 710069；2西北大学化工学院，陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心，陕西 西安 710069）

自然界中蕴藏着极为丰富的生物大分子或天然高分子，它们是自然界赋予人类最重要的物质资源和宝贵财富。其中蛋白质功能材料最基本的特点是具备良好的生物相容性和可降解特性。生物相容性是指材料与人体之间接触时相互作用产生的各种生物、物理及化学反应的性质，两者之间的接触不会对宿主产生不良影响的材料属性［1］；生物可降解性是指材料通常具备被宿主降解并且不会对宿主产生持续性伤害的材料属性［2］。此外许多蛋白质功能材料还具备低毒性、抗菌性等多功能特性，对它们的使用早就不仅仅局限于衣食住行等日常生活方面，随着科学技术的进步，蛋白质功能材料的应用获得越来越多的关注，在医药、军事和纺织等领域应用价值巨大，是一类具有极大发展潜力的天然大分子材料。

这类蛋白如果直接用动物组织的化学法提取普遍存在诸多问题，如受制于伦理和法律不能用人体组织提取（如胶原蛋白的胚胎提取），或者无法高密度饲养（如产生蛛丝蛋白的蜘蛛具有同类相残的天性），同时存在排斥反应大、产品批次质量不均一、生物功效不稳定等特点，严重阻碍了蛋白质功能材料的广泛应用。因此如何大量制备这些性能优异的蛋白质功能材料，一直是生物工程和材料工程交叉领域的热点问题。……