[发明专利]真菌疏水蛋白在生物芯片中的应用

说明书

【技术领域】：本发明涉及一种新型天然生物材料的应用技术，特别涉及真菌疏水蛋白在生物芯片中的应用技术。

【背景技术】：1986年，Rosenberg和Kjelleberg小组在研究细菌与寄主吸附机理时首先提出了疏水蛋白这一概念，意指微生物细胞表面的任何疏水物质(林福呈，真菌疏水蛋白的研究进展，微生物学报，2001，4：518-521)。随后，荷兰Wessels研究小组对裂褶菌疏水蛋白SC系列进行了深入研究，为疏水蛋白的研究方法开辟了新的思路(HAB.Wosten.Interfacial Self-Assembly ofa FungalHydrophobin into a Hydrophobic Rodlet Layer，PLANT CELL，1993；5：1567)，从此疏水蛋白的研究工作广泛开展。

真菌疏水蛋白约含有100个氨基酸，分子量大小为1×10⁴道尔顿左右，是一种分泌型的小分子量蛋白质，可以在两相界面处通过自我装配形成蛋白膜，改变介质表面的性质。疏水蛋白单体具有八个位置相对保守的半胱氨酸位点，其中第二和第三个、第六和第七个半胱氨酸总是连在一起，一级结构可以表示如下：

X_2-38-C-X_5-9-C-C-X_11-39-C-X_8-23-C-X_5-9-C-C-X_6-18-C-X_2-13

根据水源性图谱及装配成的两性蛋白膜的溶解性等特征，疏水蛋白可以分为两类：I型和II型，I型疏水蛋白膜具有高度的不溶解性，即使在100℃水浴时也难溶解于2％SDS，仅在过氧甲酸和三氟乙酸等极少数有机溶剂中解聚，以裂褶菌(Schizophyllum commune)中的SC3和双孢蘑菇(Agaricus bisporus)中的ABH1为代表；II型疏水蛋白膜则可以在很多溶剂中溶解，如可以溶解于2％SDS和60％乙醇等，以瑞氏木霉(Trichoderma reesei)中的HFBI及荷兰榆树病菌(Ophiostoma ulmi)中的cerato-ulmin(CU)为代表。I型疏水蛋白不仅在子囊菌和担子菌中广泛存在，也有可能在接合菌中存在，而II型疏水蛋白仅在子囊菌中被发现。

真菌疏水蛋白具有在两相界面处自我装配成膜的特殊性质，这使它含有很多潜在的应用价值。例如，在食品制造业上，疏水蛋白可改善食品对抗相变能力在不通气状态下形成稳定泡沫；在果蔬保鲜方面，疏水蛋白可以在果蔬表面形成一层防腐保鲜被膜，这层被膜不仅可以防止多种微生物对果蔬的侵害，由于被膜本身是从食用真菌中提取出来的，因此可以直接食用，不用除去，甚为方便，弥补了保鲜膜及蜡封技术的缺陷；在日用产品中，疏水蛋白可通过自我装配而将面部的油脂等疏水的成分包裹起来，再用水清洗将其除去，也可以作为保护头发的天然膜，使发部维持清洁并保持一定水分；在固定化方面，疏水蛋白可以将蛋白质等生物活性物质固定于各种类型的介质表面，例如，疏水蛋白可以将抗体牢固的固定在生物芯片的基片表面。

【发明内容】：本发明目的是，推出一种新型天然表面膜材料，应用于生物芯片的蛋白质固定化技术方面。

II型真菌疏水蛋白瑞氏木霉疏水蛋白HFBI和I型真菌疏水蛋白灰树花疏水蛋白HGFI，通过X射线光电子能谱、接触角及固定化能力的测定，证明其可以自我装配形成蛋白膜包被于普通玻璃等材料的表面，并能够非特异性的将目的蛋白固定在芯片介质上，与常规的基片处理相比，具有操作简便、包被均匀等优点。

本发明所述真菌疏水蛋白在生物芯片中的应用，利用真菌疏水蛋白具有在两相界面处自我装配成膜的特殊性质，将真菌疏水蛋白(包括含有真菌疏水蛋白成分或通过真菌疏水蛋白改造的材料)自我装配形成蛋白膜包被于芯片介质材料的表面制成生物芯片，并能够有效的、非特异性的与其它蛋白质类生物大分子结合，应用于生物芯片的基片处理中。

所述的真菌疏水蛋白包括I型真菌疏水蛋白和II型真菌疏水蛋白。

所述的I型真菌疏水蛋白为灰树花疏水蛋白HGFI。

所述的II型真菌疏水蛋白为瑞氏木霉疏水蛋白HFBI。

在本发明的应用中，芯片介质材料为：普通玻璃、云母或PDMS。

在本发明的应用中，真菌疏水蛋白包被于芯片介质材料表面的处理方法为：将疏水蛋白溶液覆盖芯片介质材料表面上，平均每平方厘米疏水蛋白的覆盖量需大于0.01ng，晾干后真菌疏水蛋白即包被于芯片介质材料表面。