McrD是甲烷菌甲基辅酶M还原酶（Methyl-coenzyme M reductase,MCR）操纵子上的一个基因编码的非组分蛋白。甲烷菌独特的厌氧环境使McrD具有较高的还原性,可以将银盐溶液中的Ag2+还原为单质银,并依靠蛋白质将银单质分散在溶液中,形成稳定的纳米银溶液。本论文在国内外研究的基础上,通过大肠杆菌（Escherichia coli）异源表达McrD蛋白质,研究McrD蛋白质绿色合成纳米银的最佳条件,并对纳米银的理化性质进行了测定;同时利用蛋白质晶体学研究McrD蛋白质结构,以期望探讨合成纳米银机理。主要研究结果如下:1.本研究通过E.coli BL21（DE3）表达Methanococcus maripaludis等11个不同来源的McrD蛋白质,借助AKTA蛋白质纯化仪,用亲和层析、离子交换层析与凝胶排阻色谱的方式纯化蛋白质,通过分子筛层析进一步纯化目的蛋白质;通过预实验确定了McrDmar蛋白质纳米银合成效果最好,并且测得McrDmar蛋白质天然状态下为实际分子质量36 k Da的二聚体。以温度、p H、蛋白质浓度为主要条件,通过单因素实验,确定了McrDmar蛋白质合成纳米银的最佳条件:硝酸银底物浓度为15 m M,蛋白质浓度为150μg/m L,合成温度30℃,转速180 rpm,反应时间24 h。合成液加入50%乙醇、14000 rpm离心30 min后可以获得纳米银沉淀,去离子水洗涤三次、冷冻干燥后可以得到纯化后的黑色固体粉末状纳米银。2.对合成的纳米银粉末进行一系列的理化性质鉴定。通过动态光散射（Dynamic light scattering,DLS）和Zeta电位测试证明:合成的纳米银颗粒平均粒径为20 nm,在p H 7.0的纯水中其Zeta电位为-19 mV。通过扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）、透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）、X射线衍射（Diffraction of x-rays,XRD）表征观察了纳米银颗粒的形貌特征与结构特点:完全分散状态下的纳米银颗粒成近似球形,粒径在15～25 nm,外表无蛋白质包裹,晶型为面心立方体,空间群分类属于Fm-3m,银晶体质量良好,结晶度高,无明显的晶格缺陷。拉曼光谱（Laser raman spectroscopy,LRS）证明纳米银颗粒表面存在C=C、苯环、芳香环等基团,可能是纳米银合成时蛋白质对纳米银的修饰。抑菌实验表明,纳米银对细菌和真菌具有广谱抗菌性,具体的:针对E.coli ATCC25922、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）ATCC29213的最低抑菌浓度为40μg/m L、60μg/m L,白色念珠菌（Candida albicans）CMCC（F）98001、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CMCC（B）63501的最低抑菌浓度为300μg/m L、100μg/m L。3.为了探讨McrD合成纳银的机制,并研究MCR结构与纳米银的内在关系,本研究借助生物信息学知识进行对McrD蛋白质的理化性质进行预测,综合考虑预测出蛋白质的等电点、可溶性、稳定性、表面粗糙度等属性,结合国内外关于MCR的研究进展,对8种不同来源的McrD纯化蛋白质进行结晶实验。最终得到了其中McrDign与McrDform的蛋白质晶体,并且选择了其中质量最高McrDign蛋白质晶体进行了两次结晶条件优化,得到了优化后的晶体。同时借助Alphafold 2、APBS插件等软件模拟McrD蛋白质在合成液中的表面电荷分布与亲疏水情况,推测其结构在合成过程中可能起到的作用。以上这些结果为获得McrD晶体结构并从晶体结构上解析纳米银合成机制提供了重要的理论基础。本课题获得了McrD蛋白质的晶体,对深入研究McrD蛋白质绿色高效合成纳米银机理提供了重要依据;从而将对生物法高效合成粒径均一的纳米银材料起到积极的推动作用。本研究成果可以为高效且环境友好地制备高品质纳米银提供重要的理论依据与实践基础。