趋磁细菌是一种能够响应地磁场定向游弋水生原核生物。趋磁细菌具有鞭毛和独特的细胞内结构—磁小体:链状排布的磁小体作为细菌的“生物罗盘”，可以在地磁场或人工磁场中定向排列，结合鞭毛的动力系统使趋磁细菌可以感受磁场而移动。每个磁小体单元都由纳米尺寸的磁铁矿颗粒和外面包裹的磁小体膜构成。磁小体粒径分布约在40-50nm，具有高度均一性，相比目前工业生产的磁性纳米材料，磁小体在磁性能、生物兼容性、稳定性、声学性质、磁热效应等指标具有明显的优势。这种生物型磁性纳米材料未来将有旷阔的应用前景。趋磁细菌从周围环境中选择性吸取铁元素，在严格的生物矿化机制调控下合成四氧化三铁纳米颗粒，并组装成功能化的磁小体。其中趋磁细菌中mms6基因表达的磁小体膜蛋白Mms6蛋白在调控磁小体晶体形貌中起到至关重要的作用。成熟的Mms6由N端疏水区域与C端亲水高酸性组成，分别预测为膜结合区与铁离子结合区域。前期大量实验证明Mms6在体外和体内都具有直接的调控晶体形成的作用。然而Mms6如何调控磁小体晶体形成分子机制及Mms6与生物膜的关系一直未得到详细阐述。　　膜蛋白体外表达与纯化一直是研究膜蛋白的难点。本论文首先探讨如何解决Mms6膜蛋白与Mms6的C末端在E.coil的外源表达与纯化的问题。实验中通过选取合适的去污剂、融合蛋白标签和纯化方法，最终首次拿到Mms6与Mms6C25/Mms6C18核磁光谱，并且进行了指认和体外表征。为后续的核磁实验打下基础，同时也再次证明了Mms6在体外自组装形成micelle的状态，而且首次指出只有C末端17个残基暴露在micelle外面。　　接着探讨了Mms6在磁小体晶体成核中作用机制。通过核磁共振等手段，发现Mms6的C末端可以特异性选择二价铁，并且这种作用的方式具有pH依赖性。而共沉淀法合成的磁性纳米颗粒的实验证明了Mms6可以在外调控晶体的形成。通过对反应过程中pH的检测，发现了Mms6是通过推迟晶体成核影响晶体生长。　　此外，还进一步验证了，Mms6与磁小体晶体的相互作用模式，发现磁小体晶体特异性识别Mms6的C末端的DEEVE区段，而且Mms6的N端疏水区域对于Mms6蛋白在磁小体膜上的组装排布具有重要作用，这种通过N端的疏水排布使C末端的DEEVE结构域形成正确的取向和空间排布，实现对晶面的识别，达到调控磁小体晶体的功能。　　此外还构建了流感病毒离子通道蛋白M2及相关跨膜区突变体表达载体，并完成其表达纯化工作。并且成功将全长的M2蛋白组装到bicelle类膜体系中，为进一步研究M2的APH区域对膜作用打下一定基础。