一、丝胶蛋白概述

蚕丝行业是人类历史上最古老的行业之一,最早起源于中国,养蚕缫丝、织绸制衣是中国古代人民的智慧结晶。根据史料记载和考古调查发现,早在5000年前的新石器时代,中国人就已发明了养蚕取丝;到2000多年前的春秋战国时期,中国人已能利用蚕丝织出精美的丝绸。蚕丝是我国特有的生物资源,蚕丝行业在我国古代经济文化发展中发挥了非常重要的作用;在此基础上发展起来的丝绸文化极大地促进了我国古代经济文化的发展并将中原文化推向了鼎盛;公元前139年,汉武帝派张骞出使西域开辟了“丝绸之路”,至此,中国的蚕丝业从亚洲开始逐步走向世界。

以产茧取丝为目的饲养的蚕主要包括:鳞翅目(Lepidoptera)家蚕娥科(Bombysidae)和天蚕娥科(Saturnidae),如家蚕(domestic silkworm or mulberry silkworm,Bombyx mori)、柞蚕 (oak silkworm,Antheraea pernyi)、蓖麻蚕 (eri silkworm,Philosamia cynthia ricini)等。 家蚕(Bombyx mori L)是由古代野桑蚕移入室内被驯养逐渐形成,因其以桑叶为食,故又称为桑蚕。

蚕丝(silk)是由熟蚕结茧时绢丝腺分泌的丝液凝固而成的蛋白质纤维,是以丝素(fibroin)为中心,丝胶(sericin)包裹在丝素两根单纤维外围形成的复丝(图10-1)。

图10-1 蚕丝横截面示意图,丝胶包绕丝素构成蚕丝纤维

丝胶是包裹在丝素纤维表面的天然大分子黏性蛋白,约占蚕茧含量的25%~30%。丝胶主要由绢丝腺的中部丝腺分泌,丝素则是由绢丝腺的后部丝腺分泌。

在过去的很长一段时间,蚕丝中的丝胶被当作纺织行业的废料而去除,全球每年大约有5万吨丝胶被废弃,不仅造成生物资源的严重浪费,还带来水体污染。

近年来,研究者逐步发现丝胶具有多种重要的生物学特性,并在此基础上逐步发掘了它在生物医药领域的应用潜力;特别是关于丝胶生物材料的系列研究一定程度上拓展了其在组织工程、创伤修复等重要医学领域的应用。