贝壳基质蛋白(shell matrix protein, SMP)是软体动物双壳类贝壳中的主要有机成分。在贝壳形成过程中，基质蛋白调控CaCO3晶体的形成并赋予贝壳特殊的性能，因此对贝壳基质蛋白的研究一直是在分子水平上研究贝壳形成机理的重要内容之一。本研究以长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象，从基因克隆入手，分离得到了两类与贝壳形成密切相关的基因。其中第一类为nacrein相关基因，分别编码nacrein-like proteins F1，F2和F3。序列分析发现，三个蛋白均具有α-CA(Carbonicanhydrase)的特征，含有28个CA活性位点，包括三个与Zn2+结合的His残基，但是α-CA结构域被串联重复序列插入分为两个亚单位。其中nacrein-like proteinsF1和F2为分泌性蛋白。进化分析显示，nacrein-like proteins在物种形成之后，发生基因复制现象，具有多个拷贝，并且在双壳纲和腹足纲中产生分化。RT-PCR结果揭示nacrein-like proteins F1和F2在多器官中均有表达，但在外套膜中表达量相对较高。在长牡蛎个体发育中，nacrein-like proteins F1和F2的表达量分别在幼贝和稚贝达到最高，而这一趋势与贝壳中方解石相晶体的比重增长趋势基本一致，推测二者可能与方解石相晶体的形成有关。另一类pif基因编码的蛋白含有VWFA(Von Willebrand factor type A domain)和CHIT_BIND_II(Chitin-binding type-2domain)两个典型的保守结构域。VWFA结构域是Pif97蛋白中行使蛋白-蛋白相互作用的功能位点，具有支撑及细胞粘附作用。CHIT_BIND_II结构域则能促使与几丁质的结合。Pif是目前发现的唯一同时含有上面两个典型的结构域的分子，并且某些pif分子中含有多个VWFA或CHIT_BIND_II结构域，表明pif分子也存在基因复制现象。进化分析表明，pif分子在双壳纲和腹足纲中没有产生明显的分化。RNAi结果显示pif97的表达受到抑制后，贝壳内表面的形貌发生明显的改变，推测其功能主要结合几丁质框架并促使片层结构的形成。