生物大分子自组装是创造具有纳米或微米级结构新物质的有效途径。最近十几年来越来越多的科学家对自组装的研究产生浓厚的兴趣。自组装不仅可以构建各个领域亟待使用的各种材料,还可以为很多研究领域提供基础研究。本论文开展的工作主要有以下三个方面:首先,运用脱铁蛋白辅助DNA指导金纳米粒子组装成花一样结构的组装体。本章选用的蛋白质为具有pH值相应的脱铁蛋白,当将脱铁蛋白溶液的pH值调节到2的时候,脱铁蛋白的球型结构会发生解离,得到24个亚基。然后将该亚基溶液与制备的粒径为5纳米的金颗粒混合,再把混合液的pH值缓慢调节至中性,脱铁蛋白的亚基会重组恢复至蛋白原来的球型结构,在重组的过程中将金纳米粒子包覆。将该溶液中多余的金纳米粒子除去并浓缩溶液后,将溶液平均分为两份,各加入巯基DNA溶液,而且加入的巯基DNA的碱基序列互补配对。巯基DNA通过脱铁蛋白的亲水通道结合其腔内的金纳米粒子。随后,分别将上述两份溶液中多余的巯基DNA除去之后,再进行浓缩,然后把浓缩的这两份溶液混合并对其进行PCR程序退火。从而使体系组装得到花一样结构的微米球。随后采用紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、聚丙烯酰胺凝胶电泳、原子力显微镜及热重分析仪等多种表征手段对组装的花进行表征。多种检测手段的测试结果证明了花的组成成分,初步证实了蛋白质、DNA以及金纳米粒子组装得到这种像花的组装体,推测组装的机理是通过螺旋位错组装而成。其次,采用两性交联剂Sulfo-SMCC,将脱铁蛋白与DNA交联,然后通过DNA的碱基互补配对将脱铁蛋白连接起来,随着DNA进一步的杂化,脱铁蛋白进一步组装成微米级纤维。首先,交联剂Sulfo-SMCC结构中的羟基琥珀酰亚胺(NHS酯)在pH=7.4的溶液中与脱铁蛋白表面游离的氨基结合,形成稳定的酰胺键,从而得到交联剂与Apoferrtin的复合物Apoferritin-SMCC。上述溶液除去多余的交联剂后分为两等份,分别加入等量碱基序列互补配对的巯基修饰的DNA溶液,巯基DNA上的巯基与Apoferritin-SMCC复合物上的马来酰亚胺基团形成稳定的硫醚键,从而实现了将蛋白质与DNA交联,得到蛋白质与DNA的复合物Apoferritin-DNA。上述两份溶液均除去多余的巯基DNA后,室温下混合,孵化一定时间,利用DNA的碱基互补配对功能将蛋白质与蛋白质连接起来。最后,随着DNA的进一步杂化,更多的蛋白质通过DNA碱基互补配对交联,进一步组装得到微米级具有半螺旋结构的纤维。采用扫描电子显微镜、琼脂糖凝胶电泳、光学显微镜、共聚焦荧光显微镜及原子力显微镜表征了组装的纤维。通过原子力显微镜对纤维表面微观结构的观察,初步推测DNA与脱铁蛋白首先组装得到片层,然后这些片层以平行的方式组装得到具有半螺旋结构的纤维。最后,采用一种两性交联剂Sulfo-SMCC将牛血清白蛋白与DNA交联,然后通过DNA的碱基互补配对将牛血清白蛋白连接起来,随后随着DNA进一步的杂化,牛血清白蛋白进一步组装成微米级的纤维。首先,在pH=7.4的水溶液中,交联剂Sulfo-SMCC结构中的羟基琥珀酰亚胺(NHS酯)与牛血清白蛋白表面游离的氨基(-NH2)结合,形成稳定的酰胺键,从而得到交联剂与BSA的复合物BSASMCC。然后除去BSA-SMCC复合物溶液中多余的交联剂,并分为两等分,分别加入等份的巯基修饰的DNA溶液(两份加入的巯基DNA碱基序列互补),巯基DNA上的巯基与BSA-SMCC复合物上的马来酰亚胺基团通过加成反应形成稳定的硫醚键,从而实现了将蛋白质牛血清白蛋白与巯基DNA的交联,得到复合物BSA-DNA。随后,将上述两份牛血清白蛋白与DNA的复合物溶液BSA-DNA分别浓缩后混合,利用DNA严格的碱基互补配对功能,使蛋白质与蛋白质连接起来。最后随着DNA杂化,更多的蛋白质通过DNA碱基互补配对进行交联,进一步组装得到微米级的具有半螺旋结构的纤维。此外,采用荧光标记的蛋白质及DNA重复实验,进一步证实了组装的纤维是由使用的蛋白质与DNA组装而成。另外还使用了原子力显微镜表征了纤维表面的微观结构,初步推测纤维由片层结构平行组装而成。生物大分子构建的自组装材料,由于具有生物大分子的生物兼容性、可降解等特性,有望在生物医疗、材料、化学等领域有一定的应用前景。