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摘要昆虫表皮在昆虫的生长发育过程中发挥了重要作用。它不仅可以保护和支撑昆虫，还可以储备营养成分，增强昆虫的生存和适应能力[1-2]。昆虫表皮的基本组成成分为几丁质与表皮蛋白[3-4]。几丁质是由β-（1，4）糖苷键连接的N-乙酰氨基葡萄糖残基组成的线性多糖[5]。表皮蛋白依据其序列特征，可分为13个主要的蛋白家族[6-7]。研究表明不同位置的昆虫表皮其几丁质在链长和乙酰化程度上差异微小，而表皮蛋白可以分为许多高度多样化的家族[8-9]。因此推测表皮蛋白的种类和数量可极大地影响昆虫表皮的结构和性质[10]。<br>　　研究表明双叉犀金龟特有的“干草叉”形态的头角在垂直弯曲和扭曲载荷下异常的耐破损。基于其头角兼具高硬度和高韧性的优异机械性能，它可以在最大限度伤害对手的同时，对身体和大脑的伤害降至最低，且研究表明双叉犀金龟头角的主要组成成分为几丁质和蛋白质[11]。因此本论文以双叉犀金龟的头角为研究对象，通过对其表皮蛋白的性质研究，可进一步了解蛋白质与几丁质的相互作用以及它们如何影响其所在材料的机械性能，并可能以此开发出性能增强的新型仿生材料，为其进一步的应用奠定基础。<br>　　本论文选取双叉犀金龟体内表达丰度相对较高的两个CPR_RR-2家族表皮蛋白，TdCPR1和TdCPR2为研究对象。通过PCR获得Tdcpr1和Tdcpr2表皮蛋白基因，随后将其与表达载体pET-28a相连，构建重组表达载体。将载体转入大肠杆菌BL21（DE3）进行原核表达。利用包涵体洗涤与透析的方法纯化并复性TdCPR1和TdCPR2蛋白。<br>　　研究发现表皮蛋白TdCPR1相对分子质量为17.06kDa，等电点为5.62，具有亲水性，且平均得率为5mg/L。与几丁质的结合实验表明TdCPR1与α-几丁质、β-几丁质和壳聚糖均具有较强的结合能力，且结合前后二级结构发生显著变化，蛋白由无序状态向有序状态转变。TdCPR2相对分子质量为23.97kDa，等电点为8.57，具有疏水性，且平均得率为20mg/L。与几丁质的结合实验表明TdCPR2与α-几丁质、β-几丁质和壳聚糖的结合能力相对较弱。实验中发现TdCPR2具有液液相分离的特性，蛋白浓度在0.5mg/mL以上时，具有温度升高溶液变浑浊，温度降低溶液恢复澄清的性质。进一步的研究表明蛋白浓度、温度、离子强度和溶液pH对TdCPR2蛋白的液液相分离特性都有影响。<br>　　将TdCPR1和TdCPR2蛋白与壳聚糖混合制备复合膜，对其机械性能进行测定，发现TdCPR1蛋白对复合膜的延伸率、刚性和韧性均有显著提升。TdCPR2蛋白对复合膜的最大拉伸强度、延伸率和韧性均有显著提升。<br>　　本研究获得了双叉犀金龟的TdCPR1和TdCPR2蛋白，通过对其性质研究发现TdCPR1蛋白与α-几丁质、β-几丁质和壳聚糖均有较强的结合能力。TdCPR2蛋白与α-几丁质、β-几丁质和壳聚糖的结合能力较弱，但研究发现其具有液液相分离的特性。且实验表明TdCPR1和TdCPR2蛋白对壳聚糖膜的机械性能均有显著提升。为更好地理解生物和生物启发的复合材料，以及为设计具有优异性能的仿生材料提供新的视角。