自然界中的生物矿物因为具有精细化、有机/无机杂化、分级结构和优良的力学性能一直吸引着众多生物学家、化学家和材料科学家,他们试图弄明白这些生物矿物的基本单元与形成机制,希望能从其中得到启发并用来指导其他材料的仿生合成。我们知道,贝壳珍珠层具有奇特的多尺度结构组装和优异的机械性能,这种天然复合材料是有机/无机层状结构,近年来受到越来越多科学工作者的重视。珍珠层主要由无机相和有机相组成:总重量约95%都是无机相;占小部分的有机相也有三个主要组成部分,第一部分是不可溶几丁质,第二部分是可溶酸性蛋白,第三部分是类蚕丝蛋白。碳酸钙结晶过程中的有机质大分子以及其结合序列与珍珠层的形成具有十分重要的关系,因此弄清其矿化机制对于理解仿生物过程的合成是很关键的环节。本文先运用分子生物学技术来合成类珍珠层重组蛋白。重组蛋白的来源有三个片段,分别是几丁质结合片段、钙离子结合片段和丝蛋白重复片段。由于与几丁质片段结合时,后两者的顺序可以更换,为了能对比序列不同对于碳酸钙矿化的不同影响,故设计两种重组蛋白。分别命名为CCaS(几丁质-钙片段-丝蛋白片段)和CSCa(几丁质-丝蛋白片段-钙片段)。然后通过PCR扩增技术和酶切反应、连接手段将目的基因构建在pTWIN1载体质粒上,在大肠杆菌内表达获得重组蛋白。通过对其进行纯化和梯度透析操作以复性蛋白,定量即可测得蛋白质浓度。分别将两种重组蛋白与几丁质树脂低温过夜震荡混合,然后将其加入到矿化溶液中,在所需温度下分别进行不同时间的矿化实验。研究了这两种蛋白在不同pH、不同蛋白含量以及不同的矿化时间下对于产物碳酸钙的影响,发现重组蛋白的加入会促进碳酸钙球文石相的形成,而CSCa蛋白比CCaS蛋白能使球文石相的形成时间提早。对比二者对碳酸钙矿化的不同结果进行分析,除了两种蛋白质本身序列顺序不同外,还发现丝蛋白片段序列重复次数也不同。两种蛋白所含的氨基酸种类及数目均不同,结构也不同,这些因素均对矿化产物的不同起到一定调控作用。