人发角蛋白因具有良好的生物活性和生物相容性，已成为生物材料领域的研究热点。与人发角蛋白提取物相比，重组人发角蛋白具有组分单一、纯度高的特点，但与天然角蛋白相同存在溶解性较差的问题。因此，借助蛋白质设计方法合成水溶性重组人发角蛋白是角蛋白生物材料研发过程中的关键问题。本研究通过结构和电子密度相似的亲疏水氨基酸的定向替换验证QTY Code技术设计水溶性重组角蛋白的可行性，利用TEM观察纤维丝生成情况评价水溶性重组人发角蛋白与重组人发角蛋白自组装性能的差异，通过建立相关动物模型探究了水溶化前后重组人发角蛋白的创面修复与止血性能的变化，最后在细胞与动物水平测试了水溶性重组人发角蛋白的生物相容性。

本研究利用QTY Code设计两种Ⅰ型角蛋白（RK31、RK33A）和Ⅱ型角蛋白（RK81、RK83），通过原核表达获得了水溶性的RK31^QTY、RK33A^QTY、RK81^QTY 和RK83 ^QTY；水溶性重组人发角蛋白与重组人发角蛋白相比水溶性至少提高了200倍，改造后重组人发角蛋白的亲水性也显著提高；并且改造前后重组人发角蛋白的二级结构相同。更为重要的是，单一水溶性重组人发角蛋白在不进行尿素梯度透析的情况下就可以直接进行自组装，拓展了角蛋白生物材料的医用范围。本研究得到了王伯初教授、高子彬教授、陈晓良教授和庆睿教授的大力支持。

以上研究论文以“Rational design of water-soluble, homotypic keratins self-assembly with enhanced bioactivities”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为重庆大学的陈杰硕士，通讯作者为重庆大学郝石磊副教授。