金属硫蛋白（MT）是一类能够结合金属离子的低分子量非酶蛋白质。由于目前商品化的动物源金属硫蛋白提取产率低,价格昂贵,因此,开发经济的金属硫蛋白提取原材料和提取方法已成为研究热点。海洋小球藻经锌胁迫诱导后能够产生具有与金属硫蛋白相似结构特征的类金属硫蛋白。基于此,本论文通过提取、分离得到小球藻锌结合类金属硫蛋白,并对其螯合Cd²⁺的功能进行试验。主要研究工作如下:第一部分,对小球藻进行锌胁迫培养,通过不同锌盐（氯化锌、乙酸锌和葡萄糖酸锌）、不同Zn²⁺浓度(30-120μg m L^-1)和不同胁迫时间（0-6 d）的胁迫实验,考察其对藻细胞内类金属硫蛋白的诱导影响。结果表明,用60μg mL^-1的Zn²⁺（氯化锌）对对数生长中期的小球藻胁迫培养3 d,能使锌结合蛋白诱导量达到最高。对小球藻细胞的破碎条件进行了优化,试验了不同破碎方式下藻细胞的破碎率。实验证明,经反复冻融三次并结合超声波细胞破碎,能使藻细胞破碎率达到76.03%。利用葡聚糖凝胶柱G-75、G-25对蛋白粗提液进行分离、纯化,每克藻泥可提取锌结合类金属硫蛋白31.1 mg,蛋白纯度达98.02%,巯基含量为1228μmol mg^-1。经表征该蛋白具有典型的金属硫蛋白红外光谱、圆二色光谱特征,每个蛋白分子可结合7个锌原子,蛋白质分子由80个氨基酸组成,其中含半胱氨酸12个,占氨基酸总数的15%。第二部分,利用紫外吸收光谱及高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用（SEC-ICP-MS）的方法考察了小球藻锌结合类金属硫蛋白对Cd²⁺的螯合特征。将小球藻类金属硫蛋白置于不同pH介质中,发现酸性条件下能够脱去结合的锌而成为脱金属硫蛋白,而当介质pH重新调整到中性及弱碱性条件下,脱金属的蛋白又能重新结合锌成为锌结合的蛋白质。同时,基于SEC-ICP-MS联用技术,对小球藻类金属硫蛋白螯合Cd²⁺的作用进行探究,发现Cd²⁺可置换锌而成为镉结合的金属硫蛋白,且随着蛋白浓度的增大,对Cd²⁺的螯合作用也随之加强。第三部分,基于透析的方法考察小球藻类金属硫蛋白在模拟消化道环境对Cd²⁺的螯合作用。在模拟胃、肠消化液的环境中,将小球藻类金属硫蛋白置于透析袋内,考察类金属硫蛋白对透析袋外胃肠液中不同浓度Cd²⁺的螯合作用,同时考察了不同蛋白浓度和螯合反应时间对螯合率的影响,结果表明:小球藻类金属硫蛋白在模拟肠液环境中对Cd²⁺的螯合作用比在胃液环境中的强。10μg mL^-1的小球藻类金属硫蛋白对50 ng L^-1 Cd²⁺的螯合率可达38.62%。因此,所提取的小球藻类金属硫蛋白对重金属Cd²⁺具有较强的螯合作用,可望作为重金属镉的生物解毒试剂。