枯草杆菌的芽孢衣是由70多种蛋白通过弱键和弱特异性相互作用形成高度规则排列的层状结构，这一规则排列的蛋白结构赋予芽孢抵抗外界热、干旱、辐射、有毒化学物质和酶分解等属性。阐明枯草杆菌芽孢衣的自组装机制对于研究有机体如何实现将如此多的蛋白组织成一个功能性结构有着重要的意义。本论文以芽孢衣形态发生蛋白SpoIVA、SpoVID、SafA和CotE，及其它芽孢衣蛋白CotZ为主要研究对象，用原子力显微镜在分子水平上研究芽孢衣蛋白间的相互作用及动力学过程。由此，我们首次提出枯草杆菌芽孢衣蛋白间的相互作用控制着芽孢衣的自组装过程，芽孢衣蛋白的体外自组装可能涉及多种蛋白组分。在此基础上我们研究了两组分的芽孢衣蛋白在生物体外的共自组装，取得的主要结果如下:1.枯草杆菌芽孢衣形态发生蛋白SpoIVA，SpoVID和SafA间相互作用的AFM研究　　 在本文的工作中，我们首次运用单分子力谱研究芽孢衣形态发生蛋白SpoIVA、SpoVID和SafA间的非共价键弱亲和性相互作用。基于两两蛋白间实时皮牛级力的测量，获得一系列芽孢衣形态发生蛋白间相互作用的动力学数据。我们还进一步研究发现蛋白SafA-SpoVID间相互作用强于SafA-SpoIVA。　　 2.枯草杆菌芽孢衣形态发生蛋白CotE和SpoVID间相互作用的研究　　 在本文的工作中，我们首先用AFM单分子力谱技术研究了枯草杆菌芽孢衣形态发生蛋白CotE和SpoVID间相互作用及动力学。在3.16×103pNs-1加载速率下，蛋白CotE-CotE间的相互作用力为（49.4±0.1）pN，在7.8×102pNs-1加载速率下，蛋白SpoVID-CotE间的相互作用力为（26.5±0.6）pN。我们进一步地研究发现CotE与SpoVID相互作用域主要为SpoVID的N-和C-端。结合前一实验结果，我们提出枯草杆菌芽孢衣形态蛋白间相互作用形成其他芽孢衣蛋白自组装的骨架结构。　　 3.枯草杆菌芽孢外衣蛋白CotE和CotZ间相互作用及其混合自组装的AFM研究　　 本工作中，我们用AFM单分子力谱技术研究了枯草杆菌芽孢外衣蛋白CotE和CotZ间特异性相互作用及动力学。结果表明在1.12×103pNs-1加载速率下，蛋白CotE-CotZ间的相互作用力为（40.9±0.1）pN;CotZ和CotE相互作用的动力学参数:xβ=0.836（A）、koff=0.122s-1、τ=8.19s;初步研究发现枯草杆菌芽孢外衣蛋白CotE和CotZ能在生物体外固液界面上实现共自组装，二者的混合比例对其自组装形貌有很大的的影响。