專利名稱：一種具有光學響應的古紫質/聚合物復合膜及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬高分子材料、基因工程和信息材料技術領域，具體涉及一種基于天然或轉基因的古紫質蛋白、可用于信息存儲和處理的聚合物功能復合膜及其制備方法。
背景技術：
把具有功能活性的生命物質與具有良好加工性能的聚合物材料相結合是材料科學的一個新的生長點。在這個技術領域，人們十分看好的材料之一是細菌視紫紅質(bacteriorhodopsin，BR)。細菌視紫紅質是一種生長在鹽湖中的嗜鹽菌上的含有視黃醛的膜蛋白，光照下產(chǎn)生光循環(huán)，包括一系列不同吸收峰值的光循環(huán)中間體，具有光致變色的性質；同時具有光電響應，為一光趨質子泵。
細菌視紫紅質(菌紫質)類蛋白質天然的晶體結構以及極端的生存環(huán)境(高鹽、缺氧)使其高度穩(wěn)定、耐溫、耐酸堿，優(yōu)于絕大多數(shù)生物大分子；其千百萬年生物進化形成的光學敏感性和光循環(huán)周期性大大優(yōu)于現(xiàn)有的無機和有機合成的光致變色材料。細菌視紫紅質這種獨到的性能使其可以應用在光信息存儲(包括兩維存儲、三維存儲和全息存儲等)和光信息處理(包括光轉換、光過濾和信號調節(jié)等)等方面。(Hampp，N.Chem.Rev.2000，100，1755-1776)古紫質(Archaerhodopsin，AR)是另一類光致變色蛋白，與普通的細菌視紫紅質(BR)具有十分相似的結構和功能，它們同屬于菌紫質大家族的一個分支(Mukohata，Y.et al.Biophys.Chem.1994，50，191-201)。古紫質(AR)一詞由Mukohata等人最先提出(Mukohata，Y.et al.Biochem.Biophys.Res.Commun.1988，151，1339-1345)，用來描述在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的兩種同樣含有視黃醛的光致變色蛋白，分別被命名為古紫質1(AR1)和古紫質2(AR2)。AR和BR被認為是菌紫質家族中不同的屬。第三種古紫質(AR3)由Ihara等人描述(Ihara，K.et al.J.Mol.Biol.1999，285，163-17)，但卻難以分離純化。復旦大學研究小組近年來從西藏鹽湖中發(fā)現(xiàn)了另一種嗜鹽菌株xz515，從中分離出一種同樣具有光循環(huán)特性的膜蛋白(Li，QG.et al.Biochim.Biophys.Acta-Biomembr.2000，1466，260-266)，其序列與AR1具有87％的相似性，與AR2具有97％的相似性，而與BR只有57％的相似性，我們把它命名為古紫質4(AR4)。盡管大多古紫質(AR1，AR2和AR4)具備與細菌視紫紅質幾乎一致的光循環(huán)特性，但從國內外文獻來看，至今未見有基于古紫質的光致變色特性方面的應用，也無人制備過相應的光學復合膜。
本發(fā)明利用該蛋白質與聚合物復合，改善蛋白質本身的成膜性，同時不喪失蛋白質的生物活性，以得到具有光學響應的古紫質/聚合物功能復合膜。
此外，從天然菌株中得到的古紫質周圍的脂環(huán)境中都含有一種玉紅素，無法在分離膜蛋白的過程當中被除去，而玉紅素的特征吸收峰恰好掩蓋了菌紫質的正常吸收峰，并且不隨菌紫質光循環(huán)變化而變化，因而嚴重虛弱了菌紫質光致變色的反差，使其很難得以應用。
本發(fā)明利用基因工程技術，將AR4基因轉入一種本身不合成菌紫質的嗜鹽菌株L33中，使其在L33的新的脂環(huán)境中表達，從而去除了原菌株xz515脂環(huán)境中玉紅素的影響，大大提高了使其具備了光致變色應用的功能。直接有野生的嗜鹽菌所得到的古紫質稱為野生型古紫質；利用基因工程技術在L33菌株中表達的具有相同氨基酸序列的蛋白質被稱為重組野生型古紫質。
將菌紫質基因轉入嗜鹽菌株L33中表達是細菌視紫紅質(BR)研究尤其是定點突變研究中一項較為成熟的技術(Ni，B.et al.Gene 1990，90，169-172)。但這項技術并不是完全適用于將AR4基因轉入L33中進行表達，我們在此基礎上作了必要的改進。通過這種基因工程技術，我們得到了不含玉紅素的轉基因古紫質4蛋白，并將其整合進聚合物膜當中，實現(xiàn)了其光信息存儲的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可保持古紫質光學活性的古紫質/聚合物功能復合膜及其制備方法，使得該復合膜可以用于光信息存儲和處理。
本發(fā)明的提出的可應用于光信息存儲和處理的古紫質/聚合物復合膜，是由古紫質4蛋白與聚合物復合組成。
上述的古紫質4蛋白既可以是野生的古紫質4蛋白，也可以是轉基因的古紫質4蛋白。轉基因古紫質4蛋白，不含玉紅素成分，氨基酸序列與野生古紫質4蛋白完全相同，具有光致變色的特性，同時保持了光趨質子泵的功能。
上述聚合物是具有良好成膜性能、且具有水溶性、不會引起蛋白質變性的聚合物，包括聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、明膠及其它們的各種衍生物。
上述的復合膜，其外觀均勻平整，大小和形狀可以調節(jié)，其形狀一般為圓形，直徑1cm～3cm，或者為正方形，邊長1cm～3cm，厚度為0.5-1mm。蛋白質的濃度可以大幅度調節(jié)，一般568nm處的光密度OD值為0.5～2。
本發(fā)明還提出上述古紫質/聚合物復合膜的制備方法。首先將古紫質蛋白4冷凍干燥制成干粉，與成膜性能良好的聚合物溶液混合，調節(jié)混合液pH值于8-12，超聲使其分散均勻；然后自然鋪展在所制膜具上，干燥，得到均勻平整的復合膜。
上述野生右紫質4蛋白可以利用天然的XZ15菌株獲得。轉基因古紫質4蛋白可利用基因工程技術獲得，具體是將古紫質基因轉入到本身不產(chǎn)古紫質的菌株中、并表達，通過菌體放大培養(yǎng)、分離、提取、純化得到不含玉紅素的古紫質蛋白；具體步驟如下(1)利用pXLNov-r-bop質粒為模板，用Taq DNA聚合酶PCR(聚合酶鏈反應)擴增細菌視紫紅質基因的啟動子區(qū)域，得到363bp長度的啟動子序列，PCR擴增所用的引物為5’-CGGGATCCGACGTGAAGATG-3’(引物1)和5’-GCAACAGTACCTAACGAG-3’(引物2)，其中下劃線的部分是新導入的BamHI限制性內切酶位點。
(2)PCR擴增古紫質4基因的開放讀碼框，所用的引物為5’-CTCGTTAGGTACTGTTGCATGGACCCGATAGCG-3’(引物3)和5’-GCGCAAGCTTCCCTTCACTCTCAAGTGCCG-3’(引物4)，下劃線部分是新導入的HindIII限制性內切酶位點。
(3)將PCR擴增的細菌視紫紅質基因啟動子序列和古紫質4基因的開放讀碼框序列混合在一起，利用引物1和引物4，并用Pfu DNA聚合酶進行第二輪PCR，擴增得到一個兩端分別帶有BamHI和HindIII限制性內切酶位點的長度為1.2kb的DNA片段，命名為bp-AR4。
(4)將這個PCR擴增產(chǎn)物bp-AR4克隆到pSK質粒上后進行DNA測序。測序結果表明其序列與古紫質4基因序列和目的啟動子序列完全一致。
(5)將克隆在pSK質粒上并經(jīng)過序列測定的bp-AR4基因以BamHI和HindIII這兩個限制型內切酶位點轉入嗜鹽菌表達質粒pXLNov-r中，得到了長度為789bp的古紫質4的克隆基因的表達質粒pXLNov-bp-AR4。隨即將pXLNov-bp-AR4質粒轉入到嗜鹽菌株(H.salinarium)L33中。
(6)轉化株在含有0.3μg/mL新生酶素(novobiocin)中培養(yǎng)12-18天，然后取出50個克隆分別在JL培養(yǎng)液中(含0.3μg/mL新生酶素)37℃下震蕩培養(yǎng)，挑選長勢良好的菌株經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)、分離、純化，最終得到基因工程表達的不含玉紅素的古紫質4蛋白。
上述方法中，所采用的聚合物一般為水溶性聚合物，尤其是聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAAM)、明膠及其它們的各種衍生物。
上述方法中，將古紫質4蛋白冷凍干燥制成干粉，加入到聚合物溶液中得到混合液，混合液中古紫質4蛋白的含量為5mg/mL～15mg/mL，聚合物溶液的質量百分比為10％～30％，在混合液中加NaOH溶液或tris溶液調節(jié)pH值8～12。
上述方法中，將調好pH值后的古紫質4蛋白和聚合物的混合液在細胞粉碎機上冰水浴超聲，超聲功率、超聲時間、超聲間隔和次數(shù)可以在較大范圍內調節(jié)。一般選擇超聲功率100-250W，超聲時間3-15s，間隔30s以上，超聲次數(shù)10-100次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中，然后將混合液在室溫放置10-50min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。
上述的膜具由基板與中空的不銹鋼片組成，該不銹鋼片的中空部分的深度為0.5-1mm，古紫質蛋白和聚合物混合液注入模具的中空部分，鋪展。選用石英片或載玻片為基板，根據(jù)需要加工制作不同尺度、各種形狀的不銹鋼材料的中空鋼片，中空形狀可選用圓形，直徑1cm～3cm，或者正方形，邊長1cm～3cm；將中空不銹鋼片與基板用強力膠粘在一起，制成鋪膜用的模具，模具用丙酮、水依次清洗，水浴超聲，烘干備用。
上述方法中，將混合液，滴加在模具中使其自然鋪展，將載有聚合物和古紫質蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于1-10℃的環(huán)境中20-30小時，得到均勻平整的古紫質蛋白/聚合物信息存儲復合膜。
本發(fā)明的特點是綜合了聚合物的成膜性、部分蛋白質或蛋白質溶液不導致蛋白質變性的特點以及古紫質蛋白的光學活性，制備具有良好光學性質的古紫質/聚合物復合膜。同時，利用基因工程的辦法成功的去除了現(xiàn)有各種方法無法去除的古紫質中的玉紅素的成分，從而使古紫質蛋白的光致變色特性開始能夠應用于光信息的存儲與處理等方面。
同細菌視紫紅質蛋白一樣，古紫質長期的進化使得其許多方面的特性，特別是光敏感性和光致變色的可重復性，大大優(yōu)于絕大多數(shù)無機和有機光致變色材料，而且具有無毒、無害、綠色環(huán)保等特點。


圖1.本發(fā)明實施例2中的野生古紫質4蛋白/聚乙烯醇復合膜的光信息存儲的兩個吸收狀態(tài)初始的B態(tài)和光照以后的M態(tài)。用紫外可見分光光度計分別探測感光復合膜和非感光復合膜就得到了光信息存儲的兩個狀態(tài)B態(tài)和M態(tài)。
圖2.本發(fā)明實施例3中的野生古紫質4蛋白/聚乙烯醇復合膜“AR”字樣的光信息可視化紀錄。用“AR”字樣的掩膜覆蓋在野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜上進行光照，掩膜上只有“AR”字樣透光，復合膜上相應的位置感光變色，便實現(xiàn)了簡單的野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜上的光信息可視化記錄。
圖3.本發(fā)明實施例7中的轉基因古紫質4蛋白/聚乙烯醇復合膜的光信息存儲的兩個吸收狀態(tài)初始的B態(tài)和光照以后的M態(tài)。用紫外可見分光光度計分別探測感光復合膜和非感光復合膜就得到了光信息存儲的兩個狀態(tài)B態(tài)和M態(tài)。
具體實施例方式
下面通過實例進一步描述本發(fā)明，但不限于這些實施例。
實施例1稱取3.3g分子量80000、醇解度98％的聚乙烯醇(PVA)加入到30mL水中加熱至90℃攪拌直至完全溶解，形成濃度10％(wt)的透明溶液，冷卻至室溫。將從xz515菌株種提取的野生古紫質4蛋白冷凍干燥制成干粉，稱取10mg蛋白加入到1mL聚乙烯醇溶液中，古紫質4蛋白的含量為10mg/mL。在混合液中加0.1M NaOH溶液調節(jié)pH值～10。將混合液在JY92-II型，寧波產(chǎn)的超聲波細胞粉碎機上冰水浴超聲，采用Φ3探頭，超聲功率200W，超聲時間5s，間隔30s，超聲次數(shù)30次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。然后將混合液在室溫放置30min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。吸取適量混合液，滴加在圓形、直徑1.6cm的模具中使其自然鋪展。將載有聚合物和古紫質4蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于4℃的環(huán)境中24小時，得到均勻平整的野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜。
實施例2首先利用紫外可見分光光度計探測實施例1中的野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜的吸收光譜，然后用200W的鹵鎢燈經(jīng)過濾熱、濾波(＞500nm)后照射該野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜5秒鐘，立即用紫外可見分光光度計探測其該狀態(tài)下的吸收光譜這樣就得到了復合膜光信息存儲的兩個狀態(tài)初始的B態(tài)和光照后的M態(tài)。
該復合膜具有顯著的光致變色特性，如圖1所示。
實施例3用“AR”字樣的掩膜覆蓋在野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜上進行光照，照射光采用200W的鹵鎢燈，并經(jīng)過濾熱、濾波(＞500nm)，掩膜上只有“AR”字樣透光，復合膜上相應的位置感光變色，便實現(xiàn)了簡單的野生古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜上的光信息可視化記錄。如圖2所示。
實施例4稱取3.3g分子量3,000,000的聚丙烯酰胺(PAAM)加入到30mL水中加熱至40℃攪拌直至完全溶解，形成濃度10％(wt)的透明溶液，冷卻至室溫。將從xz515菌株種提取的野生古紫質4蛋白冷凍干燥制成干粉，稱取10mg蛋白加入到1mL聚丙烯酰胺溶液中，古紫質4蛋白的含量約為10mg/mL。在混合液中加0.1MNaOH溶液調節(jié)pH值～10。將混合液在JY92-II型，寧波產(chǎn)的超聲波細胞粉碎機上冰水浴超聲，采用Φ3探頭，超聲功率250W，超聲時間5s，間隔30s，超聲次數(shù)35次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。然后將混合液在室溫放置40min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。吸取適量混合液，滴加在正方形、邊長2cm的模具中使其自然鋪展。將載有聚合物和古紫質4蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于4℃的環(huán)境中24小時，得到均勻平整的轉基因古紫質4/聚丙烯酰胺信息存儲復合膜。
實施例5利用pXLNov-r-bop質粒為模板用Taq DNA聚合酶PCR(聚合酶鏈反應)擴增細菌視紫紅質基因的啟動子區(qū)域，得到363bp長度的啟動子序列，PCR擴增所用的引物為5’-CGGGATCCGACGTGAAGATG-3’(引物1)和5’-GCAACAGTACCTAACGAG-3’(引物2)，其中下劃線的部分是新導入的BamHI限制性內切酶位點。PCR擴增古紫質4基因的開放讀碼框，所用的引物為5’-CTCGTTAGGTACTGTTGCATGGACCCGATAGCG-3’(引物3)和5’-GCGCAAGCTTCCCTTCACTCTCAAGTGCCG-3’(引物4)，下劃線部分是新導入的HindIII限制性內切酶位點。將PCR擴增的細菌視紫紅質基因啟動子序列和古紫質4基因的開放讀碼框序列混合在一起，利用引物1和引物4，并用Pfu DNA聚合酶進行第二輪PCR，擴增得到一個兩端分別帶有BamHI和HindIII限制性內切酶位點的長度為1.2kb的DNA片段，命名為bp-AR4。將這個PCR擴增產(chǎn)物bp-AR4克隆到pSK質粒上后進行DNA測序。測序結果表明其序列與古紫質4基因序列和目的啟動子序列完全一致。將克隆在pSK質粒上并經(jīng)過序列測定的bp-AR4基因以BamHI和HindIII這兩個限制型內切酶位點轉入嗜鹽菌表達質粒pXLNov-r中，得到了長度為789bp的古紫質4的克隆基因的表達質粒pXLNov-bp-AR4。隨即將pXLNov-bp-AR4質粒轉入到嗜鹽菌株(H.salinarium)L33中。轉化株在含有0.3μg/mL新生酶素(novobiocin)中培養(yǎng)兩個星期，然后取出50個克隆分別在JL培養(yǎng)液中(含0.3μg/mL新生酶素)37℃下震蕩培養(yǎng)，挑選長勢良好的菌株經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)、分離、純化，最終得到基因工程表達的不含玉紅素的古紫質4蛋白。
實施例6稱取3.3g分子量80000、醇解度98％的聚乙烯醇(PVA)加入到30mL水中加熱至90℃攪拌直至完全溶解，形成濃度10％(wt)的透明溶液，冷卻至室溫。將實施例5中所述的轉基因古紫質4蛋白冷凍干燥制成干粉，稱取10mg蛋白加入到1mL聚乙烯醇溶液中，古紫質4蛋白的含量約為10mg/mL。在混合液中加0.1M NaOH溶液調節(jié)pH值～10。將混合液在JY92-II型，寧波產(chǎn)的超聲波細胞粉碎機上冰水浴超聲，采用Φ3探頭，超聲功率200W，超聲時間5s，間隔30s，超聲次數(shù)30次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。然后將混合液在室溫放置30min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。吸取適量混合液，滴加在圓形、直徑1.6cm的模具中使其自然鋪展。將載有聚合物和古紫質4蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于4℃的環(huán)境中24小時，得到均勻平整的轉基因古紫質4/聚乙烯醇復合膜。
實施例7首先利用紫外可見分光光度計探測實施例6中的轉基因古紫質4/聚乙烯醇復合膜的吸收光譜，然后用200W的鹵鎢燈經(jīng)過濾熱、濾波(＞500nm)后照射該轉基因古紫質4/聚乙烯醇復合膜5秒鐘，立即用紫外可見分光光度計探測其該狀態(tài)下的吸收光譜這樣就得到了復合膜光信息存儲的兩個狀態(tài)初始的B態(tài)和光照后的M態(tài)。
該復合膜具有顯著的光致變色特性，如圖3所示。
實施例8按照實施例5中基因工程的辦法獲取轉基因的古紫質4蛋白。
稱取3.3g分子量3,000,000的聚丙烯酰胺(PAAM)加入到30mL水中加熱至40℃攪拌直至完全溶解，形成濃度10％(wt)的透明溶液，冷卻至室溫。將古紫質4蛋白冷凍干燥制成干粉，稱取10mg蛋白加入到1mL聚丙烯酰胺溶液中，古紫質4蛋白的含量約為10mg/mL。在混合液中加0.1M NaOH溶液調節(jié)pH值～10。將混合液在JY92-II型，寧波產(chǎn)的超聲波細胞粉碎機上冰水浴超聲，采用Φ3探頭，超聲功率100W，超聲時間15s，間隔30s，超聲次數(shù)50次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。然后將混合液在室溫放置50min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。吸取適量混合液，滴加在正方形、邊長2cm的模具中使其自然鋪展。將載有聚合物和古紫質4蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于4℃的環(huán)境中24小時，得到均勻平整的轉基因古紫質4/聚丙烯酰胺信息存儲復合膜。
實施例9將實施例5中所述的轉基因古紫質4蛋白冷凍干燥，稱取15mg加入1mL的實施例1中所述的PVA溶液中，古紫質蛋白的含量約為15mg/mL，調解混合液的pH值～12。將混合液在JY92-II型，寧波產(chǎn)的超聲波細胞粉碎機上冰水浴超聲，采用Φ3探頭，超聲功率200W，超聲時間5s，間隔30s，超聲次數(shù)30次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。然后將混合液在室溫放置30min，使超聲產(chǎn)生氣泡上浮到混合液表面，不干擾鋪膜。吸取適量混合液，滴加在正方形、直徑3cm的模具中使其自然鋪展。將載有聚合物和古紫質4蛋白的混合液平放入盛有變色硅膠的干燥器內，并將干燥器置于4℃的環(huán)境中24小時，得到具有較大尺度的均勻平整的轉基因古紫質4/聚乙烯醇信息存儲復合膜。
權利要求
1.一種古紫質/聚合物復合膜，其特征在于由古紫質4蛋白和聚合物復合組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合膜，其特征在于所述古紫質4蛋白為野生右紫質4蛋白或轉基因的古紫質4。
3.根據(jù)權利要求1所述的復合物，其特征是所述聚合物是具有良好成膜性能的不會引起古紫質變性水溶性聚合物，包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、明膠及其它們混合物和衍生物。
4.根據(jù)權利要求1所述的復合膜，其特征是外觀均勻平整，568nm處的光密度OD值為0.5～2。
5.一種如權利要求1所述的古紫質/聚合物復合膜的制備方法，其特征是(1)將野生古紫質蛋白或轉基因古紫質4冷凍干燥，制成干粉，與成膜性能良好的聚合物溶液混合，調節(jié)混合液的pH為8-12，超聲，使其分散均勻；(2)將混合液自然鋪展在所制膜具上，干燥，得到均勻平整的復合膜。
6.根據(jù)權利要求5所述的復合膜的制備方法，其特征在于所述轉基因古紫質4采用基因工程技術獲得，其步驟如下(1)利用pXLNov-r-bop質粒為模板，用Taq DNA聚合酶PCR擴增細菌視紫紅質基因的啟動子區(qū)域，得到363bp長度的啟動子序列，PCR擴增所用的引物為5’-CGGGATCCGACGTGAAGATG-3’(引物1)和5’-GCAACAGTACCTAACGAG-3’(引物2)，其中下劃線的部分是新導入的BamHI限制性內切酶位點；(2)PCR擴增古紫質4基因的開放讀碼框，所用的引物為5’-CTCGTTAGGTACTGTTGCATGGACCCGATAGCG-3’(引物3)和5’-GCGCAAGCTTCCCTTCACTCTCAAGTGCCG-3’(引物4)，下劃線部分是新導入的HindIII限制性內切酶位點；(3)將PCR擴增的細菌視紫紅質基因啟動子序列和古紫質4基因的開放讀碼框序列混合在一起，利用引物1和引物4，并用Pfu DNA聚合酶進行第二輪PCR，擴增得到一個兩端分別帶有BamHI和HindIII限制性內切酶位點的長度為1.2kb的DNA片段，命名為bp-AR4；(4)將這個PCR擴增產(chǎn)物bp-AR4克隆到pSK質粒上后進行DNA測序，測序結果表明其序列與古紫質4基因序列和目的啟動子序列完全一致；(5)將克隆在pSK質粒上并經(jīng)過序列測定的bp-AR4基因以BamHI和HindIII這兩個限制型內切酶位點轉入嗜鹽菌表達質粒pXLNov-r中，得到了長度為789bp的古紫質4的克隆基因的表達質粒pXLNov-bp-AR4；隨即將pXLNov-bp-AR4質粒轉入到嗜鹽菌株(H.salinarium)L33中；(6)轉化株在含有0.3μg/mL新生酶素中培養(yǎng)12-18天，然后取出50個克隆分別在含0.3μg/mL新生酶素的JL培養(yǎng)液中37℃下震蕩培養(yǎng)，挑選長勢良好的菌株經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)、分離、純化，最終得到基因工程表達的不含玉紅素的古紫質4蛋白。
7.根據(jù)權利要求5所述的復合膜的制備方法，其特征是所采用的聚合物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或明膠，或它們衍生物。
8.根據(jù)權利要求5所述的復合膜的制備方法，其特征是混合液中古紫質4蛋白的含量為5mg/mL～15mg/mL，聚合物水溶液的質量百分比為10％～30％。
9.根據(jù)權利要求5所述的復合膜的制備方法，其特征是對混合液進行超聲分散時，超聲功率為100-250W，超聲時間3-15s，間隔30s以上，超聲次數(shù)10-100次，使蛋白均勻分散在聚合物溶液中。
10.一種用于制備古紫質/聚合物復合膜的模具，其特征在于由基板和中空的不銹鋼片粘合組成；其中，不銹鋼片的中空部分的深度為0.5mm～1mm，中空部分的形狀為圓形或方形，圓形的直徑1cm～3cm，方形的邊長為1cm～3cm，基板采用石英或載玻片。
全文摘要
本發(fā)明屬高分子材料、基因工程和信息材料技術領域，具體涉及一種基于野生性或轉基因的古紫質4的、可用于信息存儲的聚合物功能復合膜及其制備方法。通過xz515菌株表達或通過基因工程技術，提取、分離和純化古紫質4的基因，轉入到嗜鹽菌株L33中進行蛋白表達，從而去除含古紫質4的原嗜鹽菌株xz515中的玉紅素成分，經(jīng)過逐級放大培養(yǎng)L33菌株、分離純化得到不含玉紅素的具有光信息存儲和處理功能的轉基因古紫質4蛋白，并將其與成膜性能良好的水溶性聚合物聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、明膠及其它們的各種衍生物復合，制成均勻平整、易于加工、可應用于光信息存儲與處理的膜器件。
文檔編號C08L33/00GK1730538SQ200510028918
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權日2005年8月18日
發(fā)明者丁建東, 明明, 馬德旺, 黃偉達, 洪潔, 李慶國 申請人:復旦大學