平菇中还存在这种神奇的疏水蛋白？

疏水蛋白是一类由丝状真菌特异产生的分泌型小分子蛋白质，真菌生长发育过程中起着极为重要且广泛的生物学作用，如：降低水表面张力，辅助基内菌丝脱离水相环境进而形成气生结构；赋予真菌气生结构表面极高的疏水性并介导其对疏水性表面（如寄生）的附着；保护子实体外表层并在子实体内部形成疏水性微通道保障高湿度环境下正常的气体交换等。这些重要的生物学功能均是基于疏水蛋白分子能够在疏水-亲水界面（如空气-水、油-水、空气-细胞壁等界面）发生自组装，进而形成两亲性蛋白质膜这一机制所产生的。

本实验从糙皮侧耳Pleurotus ostreatus Pm039菌丝体中分离纯化到一种疏水蛋白并命名为Po.HYD1，具有高度的表面活性，100μg/mL浓度下能够降低水表面张力至25.5mN/m。水接触角测定证明了Po.HYD1自组装膜的包被能够逆转固体表面的可润湿性。

实验

1.1疏水蛋白的制备

以糙皮侧耳（平菇）Pleurotus ostreatus（Jacq. : Fr.）Quél，菌株编号Pm039为试验材料，培养气生菌丝，并分离纯化得到疏水蛋白。

1.2平衡表面张力测定

分别配制浓度为1.0、2.5、5、10、15、25、50、75、100μg/mL疏水蛋白水溶液。使用Kruss K-100全自动表面张力仪分别测定各浓度样品的平衡表面张力值，测量温度25℃。

1.3水接触角（WCA）的测定

配置浓度为20μg/mL的疏水蛋白水溶液并对所选用聚合物材料表面进行改性。使用Kruss DSA-100 型视频光学接触角测量仪测定各试验材料经改性前后表面的WCA。测定时，水滴体积一致采用10μL，每种材料平行测定10 次后取平均值。

结果与讨论

2.1Po.HYD1水溶液的平衡表面张力测定

图 1 Po.HYD1水溶液在浓度范围1~100 μg/mL的

平衡表面张力值

由图1可以看出，Po.HYD1通过水-空气界面自组装过程能够显著地降低水表面张力，且表面张力降低程度随浓度的增加而增加。另外不难发现，在浓度-表面张力曲线中存在两个拐点：6μg/mL（C1）和约24μg/mL（C2）。浓度小于C1的测试样品，溶液界面张力随浓度增加显著下降但仅能达到约45mN/m；浓度大于C2的测试样品，界面张力均下降至相近水平，即25mN/m~28mN/m；浓度介于C1~C2之间的测试样品，界面张力的下降幅度也较为显著且随浓度的增加液面张力能够下降至较低水平（<30mN/m）。这可能反映了不同浓度条件下Po.HYD1形成了不同的自组装膜。

2.2Po.HYD1聚合物材料表面的自组装对其水接触角（WCA）的改变

Po.HYD1能够在疏水性-亲水性界面自组装形成两亲性膜并在疏水性材料表面暴露其亲水侧或在亲水性材料表面暴露其疏水侧，并因此逆转材料表面的可湿润性（图2）。

A，B：疏水性材料表面变为亲水性

C，D：亲水性材料表面变为疏水性

图 2 疏水性和亲水性材料表面可湿润性的逆转

水接触角的改变表征着材料表面可湿润性的变化。我们将WCA>90°定义为疏水性，而WCA<90°定义为亲水性。由表1 可以看出，所选用的聚合物材料经疏水蛋白包被后其可湿润性发生了逆转，即疏水性材料表面转变为亲水性而亲水性材料表面转变为疏水性。

2.3Po.HYD1组装体的超显微结构

分别利用云母和高定向热裂解石墨（HOPG）作为亲水性和疏水性支持物，通过原子力显微镜（AFM）研究疏水蛋白Po.HYD1 在水-空气（静态和动态）界面和水-疏水性固体界面自组装所形成膜或颗粒的超显微结构。

Po.HYD1 在HOPG 表面主要形成厚度3.2~3.8nm 具有较高覆盖率的单分子吸附层，在此吸附层的局部形成了双分子层。组成此单分子层的Po.HYD1 分子呈“短杆型”，而双分子层分子的体积明显大于单分子层分子，这可能是由于双分子层具有较大的伸展空间造成的（图3-A 和B）。Po.HYD1在云母表面呈现为厚度4.2±0.1nm 的Ⅰ类疏水蛋白膜特征的“小杆层”结构，其覆盖率相对于HOPG 表面形成的吸附层较低。

两种自组装膜间形态的差别可能是由于不同极性的支持物呈现了疏水蛋白自组装膜的两个极性相反的表面（疏水侧和亲水侧）造成的。也就是说，当膜形成于疏水性固体时其亲水面暴露；而当膜形成于亲水性固体时其疏水面暴露。Po.HYD1 溶液在剧烈振荡产生的动态水-空气界面形成了不可溶性微粒。将此悬浊液干燥于云母片后形成形状相似、取向一致但体积大小不等的“耳型”颗粒。这种颗粒同样属于水-空气界面的组装体，但动态的界面使Po.HYD1 分子不可能成膜而只能发生相互聚集进而形成巨大的组装体颗粒（图3-E 和F）。

A，B：HOPG 表面自组装膜（扫描面积，A：1μm × 1μm；B：600nm × 600nm）； C，D：云母表面自组装膜（扫描面积，C：1μm × 1μm；D：600nm × 600nm）；

E，F：组装体颗粒（扫描面积，E：2.14μm × 2.14μm；

F：1.25μm ×1.25μm）

图 3 不同条件下Po.HYD1所形成组装体的超显微结构

总结

表面张力测定显示了Po.HYD1 具有高度的表面活性，在100μg/mL 浓度下能够将水表面张力降低至25.5mN/m，因此推断Po.HYD1具有降低水表面张力起始气生菌丝生长并形成刚性膜保护气生结构外表面的生物功能。AFM 研究显示Po.HYD1 在疏水性支持物（HOPG）和亲水性支持物（云母）表面形成的自组装膜具有显著差别，这种差别一方面可能是由于不同极性的支持物分别呈现了蛋白质膜的亲水面与疏水面；另一方面可能是由于Po.HYD1 分子在疏水性HOPG 表面与亲水性的云母表面分别处于不同的构象状态。WCA 的测定表征了Po.HYD1 在聚合物材料表面自组装后逆转了其原本的可湿润性。同时，Po.HYD1 对于不同材料表面WCA 的改变并不是完全相同的。这可能是由Po.HYD1 与不同材料表面的亲和性差异以及试验材料本身可湿润性及微观结构的差异所共同决定的。

Po.HYD1 具有疏水蛋白显著的生物物理学特点，这将使其在组织工程与器官移植、药物传递与剂型转换及食品加工等诸多领域中极具应用前景。

内容有所删减，具体内容可参考下方原文：

马爱民,单麟军,杜昭平,谢笔钧. 糙皮侧耳（平菇）疏水蛋白的分离纯化及其界面自组装特性研究. 菌物学报26(4) : 557~564, 2007