研究证实蛛丝是由蛋白质组成，具有弹性大、强度高、延展性好等特点，使得其成为研究蛋白质结构与功能的热点;同时蛛丝也是理想的生物材料，具有广阔的应用前景。由于生活习性不同，蜘蛛不能像家蚕一样高密度人工饲养，因此应用基因工程方法来获取蛛丝蛋白成为了生物学家们一直孜孜不倦的奋斗目标。蛛丝蛋白的长度及高重复氨基酸模块使得利用常规的基因工程方法无法获得蛛丝蛋白。　　 蛋白质内含子(intein)是上世纪90年代发现的，它的发现给蛋白质工程带来了新的研究方法和思路。蛋白质内含子是位于蛋白质前体中的插入序列，其两侧的氨基酸序列称为蛋白质外显子。在蛋白质前体翻译后成熟过程中，蛋白质内含子通过四步亲核置换反应，精确地从蛋白前体中自我切除，同时催化两侧蛋白质外显子以天然肽键相连产生成熟蛋白，这一过程称为蛋白质剪接。将标准蛋白质内含子的N端和C端剪接活性区域以及两端的蛋白质外显子分在两个开放阅读框架中表达，即构成了断裂蛋白质内含子。断裂蛋白质内含子通过两端剪接活性区域相互识别重新构成活性中心，然后再按标准蛋白质内含子的四步亲核置换反应完成两端外显子的连接，这一过程称之为反式剪接。蛋白质内为蛋白质合成和加工提供了新的途径，断裂蛋白质内含子的发现更是使得这项技术的应用价值提升到一个新的高度。　　 本课题研究的主要方法是采用高剪接活性的断裂蛋白质内含子作为工具，拼接大分子量的且具有高度重复氨基酸模块的蛛丝蛋白，为解决这一难题提供了新的研究思路。将实验室前期通过基因文库筛选得到的一段～700bp大腹园蛛基因序列，序列分析表明:这段基因处于大腹园蛛鞭毛状丝基因的重复框架中，且包含了完整的重复单元。根据大肠杆菌密码子偏爱性，对这段基因进行密码子优化，然后依照鞭毛状丝特点将这段序列进行7次重复，并在重复片段的两端加上人工合成的蛛丝基因的N端和C端非重复序列，构造一个类全长的蛛丝基因(N-Sc7-C)。最终将这段类全长基因分成三段(N-Sc2，Sc3，Sc2-C)分别与两个断裂蛋白质内含子(SG，RB)融合构建成三个载体(pE-N-Sc2-SG，pE-SG-Sc3-RB，pE-RB-Sc2-C)，并在大肠杆菌中进行诱导表达。对诱导后的蛋白分别进行纯化，并进行体外拼接蛛丝蛋白。　　 优化后的蛛丝基因与蛋白质内含子的融合蛋白在大肠杆菌体内成功的诱导表达，产量达到45 mg/L，纯度达到80％以上。纯化后的蛋白通过断裂蛋白质内含子介导的反式剪接进行蛛丝蛋白的体外拼接。蛋白质内含子发生一次剪接的效率达到了60～80％，最终类全长的蛛丝蛋白（二次剪接产物）的产量可以达到总蛋白的20％。通过这种方法，我们首次在体外成功的拼接出类全长的蛛丝蛋白，且蛋白的大小达150 kD。本研究课题选择大肠杆菌表达系统有着显著的优势，为日后进行大规模的工业化生产提供便利，同时利用蛋白质内含子剪接蛛丝蛋白这一平台为表达其他大分子量、多结构域的复杂蛋白提供了一种新的途径。