昆虫的表皮主要是由几丁质和蛋白质组成的多层次复合材料。双叉犀金龟(Trypoxylus dichotomus)的头角是一种具备很强的抗断裂韧性和抗形变刚性的轻质材料。研究其表皮蛋白与几丁质的相互作用,对深入了解表皮的装配机制及进一步开发新型蛋白仿生材料具有重要意义,同时将其应用到制备蛋白-壳聚糖复合膜中,对增强壳聚糖膜的机械性能、扩大膜材料使用范围也具有重要作用。Td12611与Td7854是双叉犀金龟表皮中含量相对丰富的两种表皮蛋白,序列分析表明两者均属于昆虫表皮蛋白CPR_RR-2家族成员,具有保守的R&R结构域,存在能够与几丁质结合的潜力。为研究该蛋白与几丁质结合的能力,本实验采用大肠杆菌表达系统对两者进行重组表达,并通过金属离子鳌合层析的方法对蛋白进行纯化。体外结合实验表明两蛋白与四种类型的几丁质具有不同结合能力,其中前者与脱乙酰几丁质壳聚糖的结合能力相对较强,与β-几丁质和非晶态胶体几丁质的结合能力较弱,与α-几丁质的结合能力最弱;后者除了与β-几丁质结合能力相对较强外,其它类型几丁质均结合很弱。Td12611具有内部较为无序的结构,能够在室温条件下自发团聚形成液液相分离(Liquid-liquid phase separation,LLPS)的现象,而Td7854不能。将蛋白与壳聚糖混合制膜并进行机械性能表征发现,在蛋白相对于壳聚糖浓度为1%时能够极显著的提高壳聚糖膜的极限拉伸强度(188.82±12.21 MPa)和杨氏模量(8.89±1.29 GPa)。本研究表明表皮蛋白Td12611对复合膜材料的强度、刚性具有显著的增益效果,这为壳聚糖膜增强剂的选择提供了新型蛋白质替代物,同时也为开发昆虫表皮仿生材料提供了优质蛋白质资源。