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真菌疏水蛋白是高等丝状真菌在特定生理时期分泌产生的一类小分子量蛋白质。经研究分析发现这类蛋白质具有很高的表面活性，能够通过自组装在两相界面处形成两性蛋白膜，从而改变原介质表面的亲/疏水性。根据水缘性图谱和自组装成蛋白膜后溶解度的不同，真菌疏水蛋白被分为Ⅰ型和Ⅱ型两类。近些年真菌疏水蛋白在国际上得到了广泛的应用，其中主要包括在蛋白的固定化、分离技术、乳化剂、生物活性包被材料、生物传感器和生物芯片等领域。但是对真菌疏水蛋白结构方面的研究报道很少，尤其是Ⅰ型疏水蛋白，由于其溶解度小获得晶体难，所以对其结构及由结构决定的成膜性质和吸附能力了解更少。
根据计算机模拟及相关实验分析证实真菌疏水蛋白在固体表面固定化过程中，其N端是悬浮在蛋白表面的，对表面的亲/疏水性影响较大;Ⅰ型真菌疏水蛋白中第三个和第四个半胱氨酸之间的氨基酸残基形成的环在其自组装过程中起到了关键作用，同时也可能是导致Ⅰ、Ⅱ型真菌疏水蛋白性质差异的主要原因。但这些推测到目前都没有得到很好的证实。
本研究以灰树花Ⅰ型疏水蛋白HGFI、瑞氏木霉Ⅱ型疏水蛋白HFBI及其突变体和融合蛋白为研究对象，进行了相关结构、性质与功能的系列研究。
在第二章中，进行了Ⅱ型真菌疏水蛋白HFBI基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达纯化与性质研究工作。通过构建毕赤酵母表达载体pPIC9-hfb(I)并将其转化毕赤酵母细胞，实现了HFBI在毕赤酵母中的成功表达。通过中空纤维膜超滤法和高压液相色谱法对毕赤酵母表达的HFBI(rHFBI)实现了很好的分离纯化。接触角测定和X-射线光电子能谱实验表明，重组rHFBI能够很好地在疏水性的硅化玻璃和亲水性的云母表面成膜。水油分散实验表明，与毕赤酵母表达的真菌Ⅰ型疏水蛋白rHGFI及常用的食品乳化剂酪蛋白酸钠相比，Ⅱ型真菌疏水蛋白rHFBI具有更好的乳化能力，能更长久地稳定油水混合系，使油滴不容易从水溶液中聚集析出，而发生分层现象。啤酒的gushing实验表明，与Ⅰ型真菌疏水蛋白rHGFI相比，Ⅱ型真菌疏水蛋白rHFBI在溶液中具有更好的稳定气泡的能力，更适合作为啤酒爆瓶的指示剂。
在第三章中，通过蛋白融合技术，将Ⅱ型疏水蛋白HFBI和Ⅰ型疏水蛋白HGFI中第三(C3)、第四(C4)两个半胱氨酸之间的氨基酸残基形成的环(C3-C4环)进行了互换，并将得到的突变体HGFI-AR（HGFI中的C3-C4环被HFBI中的C3-C4环所取代）和HFBI-AR（HFBI中的C3-C4环被HGFI中的C3-C4环所取代）在毕赤酵母中成功表达。将突变体蛋白进行超滤和高效液相分离纯化后，分别利用水接触角、X-射线光电子能谱、原子力显微镜、圆二色谱及ThioflavinT(ThT)和Congored(CR)荧光标记技术对突变蛋白的分子结构与性质进行了表征和分析。结果表明:第一，经过大段环替换以后，突变体蛋白仍保持了疏水蛋白的特性-可以在两相界面自组装成两性蛋白膜进而改变界面的亲/疏水性。但由于改变了原有疏水蛋白的亲/疏水氨基酸残基的组成，使得突变体蛋白改变固体表面的亲/疏水能力发生了不同程度变化;第二，Ⅰ型疏水蛋白rHGFI在空气/水界面自组装过程中伴有大量额外的β-片层结构产生，使得其在圆二色谱中的吸收峰向β折叠区域移动，荧光探针THT吸光值急剧增加以及CR吸收峰出现红移现象;第三，C3-C4环在Ⅰ型真菌疏水蛋白rHGFI杆状结构形成过程中都起了至关重要的作用，但它不是rHGFI杆状结构形成过程中的唯一因素。
在第四章中，通过构建Ⅰ型真菌疏水蛋白HGFI与特异性黏附血管内皮祖细胞(EPC)功能小肽TPS(TPSLEQRTVYAK)的融合表达载体pPIC9-tps-linker-hgf(I)(pPIC9-tlh)，成功的实现了在毕赤酵母中对融合蛋白HGFI-TPS(TLH)的表达。经过对融合蛋白TLH进行超滤和高效液相分离纯化后，对其相关的生物学活性和功能进行了后续的测定。
接触角和X-射线光电子能谱测定实验表明:TLH保持了真菌疏水蛋白HGFI的两亲性，能够在疏水的聚已内酯(PCL)表面自组装成稳定的蛋白膜。EPC细胞特异性黏附实验表明:融合蛋白TLH保持了TPS原有的特异性-能够很好的发挥其对血管内皮祖细胞特异性黏附的功能。
在第五章中，通过荧光探针技术，对Ⅰ型真菌疏水蛋白rHGFI在不同条件下杆状结构的形成过程进行了研究。实验结果表明:第一，Ⅰ型疏水蛋白rHGFI在空气/水界面自组装成杆状结构的过程是疏水作用力和静电力共同作用的结果，pH对疏水蛋白rHGFI自组装成杆状结构的临界浓度有很大影响，pH越靠近rHGFI的等电点浓度临界值越小，越远离等电点浓度临界值越大;第二，溶液中不同的溶剂和溶质添加物通过竞争性的降低液体表面张力，从而抑制Ⅰ型疏水蛋白rHGFI杆状结构的形成过程;第三，与Ⅱ型疏水蛋白HFBI的聚集过程不同，Ⅰ型疏水蛋白rHGFI在空气/水界面自组装成杆状结构的过程是一个有序的β-片层结构增加的排列过程，而不是一个进行简单的堆积过程。最后，通过研究温度对rHGFI在空气/水界面自组装成杆状结构过程的影响得出了:Ⅰ型疏水蛋白rHGFI杆状结构的形成过程不是自发的熵增加过程，是一个需要能量的过程。同时这一过程需要有大量的气泡存在作为界面支持。
通过以上的研究工作，得出了Ⅰ型疏水蛋白rHGFI在结构、性质及功能方面与Ⅱ型疏水蛋白rHFBI存在的差异，论证了C3-C4环在HGFI自组装过程中的重要作用，同时阐明了HGFI在空气/水界面自组装成杆状结构的机制。本文的研究工作为今后疏水蛋白的研究与应用提供了理论基础。