别藻蓝蛋白（Allophycocyanin,APC）作为藻胆体核心的主要成分,具有物理稳定性好、溶解性好、对环境无污染等优点。然而,由于目前APC的纯化方法操作复杂、成本高及其他蛋白质的存在,很难获得高纯度的APC。此外,随着重金属污染的加剧,Hg2+作为剧毒污染物对藻类生态系统造成了不利影响。为此,本研究通过创新性地制备了羟基磷灰石,建立了以羟基磷灰石为原料的层析柱体系,为APC纯化提供了一种操作简便成本低廉的循环使用方法。从分子水平探究了Hg2+对APC的毒性及二者之间的相互作用机制。主要包括以下几个方面的研究内容:利用硝酸钙、磷酸氢二铵制备出了APC分离纯化所用的羟基磷灰石（HAP）。HAP制备的最优条件为搅拌转速1000 r/min,p H值11.0,陈化时间4 h,温度40℃,无水乙醇洗涤次数5次。在此条件下制备出的HAP品相最佳,并得到较好的APC纯化效果。采用反复冻融法从钝顶螺旋藻泥中获得纯度为0.539的APC冻融液。通过二步盐析获得纯度为1.4的APC粗提液。在此基础上利用HAP层析柱分离纯化APC,确定了最佳纯化条件:柱料比为1:1,恒流泵转速2 m L/min,p H值7.0。在此条件下得到的APC纯度为3.75,回收率为75.5%。经DS-PAGE电泳验证表明具有清晰的条带且分子量约为15 k Da至17 k Da之间。紫外光谱表明了紫外特征吸收峰为650 nm,并在620 nm处有一个肩峰。荧光光谱表明了激发波长为620 nm,发射波长为658 nm。通过从分子水平研究了Hg2+对APC的毒性作用。当Hg2+浓度从0增加到5×10-6mol L-1时,APC的荧光强度随着Hg2+浓度增加而下降。荧光强度从1043降至400,但其发射峰的位置并未移动。理论计算和实验结果表明:F0/F随Hg2+浓度增加而增大,APC荧光猝灭类型为静态猝灭。Log[Hg2+]与猝灭效率具有良好的线性关系。此外,随着Hg2+浓度从0增加到5×10-6mol L-1,APC的吸光值在200 nm和650 nm处显著减小并在200 nm处发生红移。这表明Hg2+改变了APC的结构,并影响了四吡咯主导的光吸收和光合作用功能。分子模拟和分子对接表明了Hg2+并不是与APC发色团直接结合,而是先与APC中α链的Met77、Cys81和β链的Arg77、Cys81氨基酸残基发生了结合改变了他们之间的结构。从而影响它们之间的相互作用进一步的削弱了APC的相关功能。本研究通过自行制备的HAP材料,搭建了操作简便条件温和的HAP层析柱,分离纯化出了试剂级的APC。并以纯化出的APC为基础探究了Hg2+对其体外毒性。总而言之,这项研究不仅开发出了低成本地纯化APC的体系,还为了解Hg2+如何影响APC特性、功能和保护藻类生态系统的稳定发展提供了新的见解。同时,也有利于阐明和理解重金属与蛋白质的识别和结合机制,以及对人类和环境的可能风险。