近年来,磁性纳米粒子（Magnetic Nanoparticles,MNPs）因具有优秀的磁学性能、机械性能和比表面积等特点,而迅速发展成为一种极具潜力的新型材料,在生物医学、催化和固定化等方面均被广泛应用。其中,将MNPs应用于固定化酶,最重要的一个前提即为对其进行功能化修饰。传统制备和修饰MNPs的方法是通过添加有机溶剂（如戊二醛、N-异丙基-丙烯酰胺和过硫酸铵等）将MNPs与官能团偶联,以制备能够连接位于酶分子中目标基团的磁性纳米材料,且制备MNPs的过程大多需要在真空条件下进行,对反应条件要求较高,存在很多安全隐患,容易对环境造成污染,操作较复杂,所需时间长。因此,需要寻找一种无须借助有机溶剂的仿生矿化制备及修饰MNPs的策略,以使反应过程更加绿色环保,使MNPs对生态环境和生理环境具有更高的相容性。基于此,本论文开展如下工作:首先,设计温度响应性弹性蛋白样多肽（ELPs）的序列,构建具有40个VPGXG重复序列（“X”是赖氨酸:缬氨酸:苯丙氨酸=5:4:1的组合）的ELPs-（K5V4F）40（NCBI中登录号为MZ073641）蛋白,在其C端设计带有色氨酸。借助ELPs-（K5V4F）40一锅法参与仿生矿化制备MNPs,此反应在80℃的有氧环境下进行,反应108 min。XRD,TEM,元素定位和TGA结果相互验证,并表明ELPs-（K5V4F）40参与了制备MNPs。XRD结果显示仿生矿化的产物为立方四氧化三铁晶体,结晶度相对较高,粒径大约为32 nm,这一结果在TEM分析中被更加直观地验证。蛋白质的特征元素C/N/O分析和TGA分析表明ELPs-（K5V4F）40客观存在于MNPs上。磁性分析,温度相变分析和硅化产物的元素分析及FTIR分析分别表明:ELPs-MNPs具有经典的铁磁行为、ELPs-MNPs在36℃时具有明显的低临界溶液温度相行为和温度响应性以及ELPs-MNPs能够自发触发正硅酸四甲酯（TMOS）的生物硅化反应,将其自身捕获到氧化硅中,平均尺寸约为62 nm。其次,将Spy Catcher通过基因工程手段引入ELPs-（K5V4F）40序列中。构建ELPs-（K5V4F）40和Spy Catcher的融合蛋白K5C和融合Spy Tag的木聚糖酶和地衣多糖酶双酶嵌合体（X-T-L）。K5C参与一锅法仿生矿化制备MNPs（K5C@Fe3O4）。优化矿化实验所需的反应温度和时间。基于Spy Catcher和Spy Tag的自发共价结合,将K5C@Fe3O4用作从细胞裂解液中固定化X-T-L的载体,从而一步法实现X-T-L的定向固定化和纯化（X-T-L/K5C@Fe3O4）。其中,仿生矿化反应在有氧环境下进行,温度为30℃,反应12 min,相比于之前制备ELPs-MNPs,条件更加温和,节省反应时间;固定化过程在37℃的有氧环境中进行,40 min。在25°C温度条件下,将K5C@Fe3O4在多种环境下孵育1 h,仅在表面活性剂Tween 20的作用下,有5.90%的蛋白质被洗脱,而在其他条件下未检测到蛋白质分子,表明K5C和Fe3O4之间存在强烈的相互作用。XRD、TEM、SEM、FTIR和VSM表征和酶活性测定证实K5C@Fe3O4成功地一步法实现了X-T-L的定向固定化和纯化,固定化酶为立方四氧化三铁磁性晶体,具有经典的铁磁行为。X-T-L/K5C@Fe3O4在36 h内仅有7.91%的蛋白泄漏,与游离X-T-L具有相似的催化效率(Kcat/Km),固定化效果良好。固定化X-T-L的木聚糖酶固定化量为99.68%,固定化效率为72.05%,酶活回收率为71.82%;地衣多糖酶固定化量为92.27%,固定化效率为89.31%,酶活回收率为82.65%。固定化X-T-L的木聚糖酶在重复使用10次之后保留接近66.25%的初始酶活,地衣多糖酶在使用10次之后仍然保留72.66%的初始酶活力。本论文提出了一种温和的绿色简单的一步法高效合成多功能磁性纳米材料的方法。它不仅为智能生物材料的设计开辟了途径,而且代表了一种有效的酶定向固定化方法,为共价固定化生物催化剂的研究提供思路。