藤壶,最常见的海洋污损生物,因其分泌的多蛋白复合物藤壶胶能在水下物体表面粘附固化,实现牢固且永久的附着而备受关注。获取藤壶胶中各蛋白成分、结构并开展功能研究是理解其粘附固化机制的关键,将为防污新技术和仿生水下超强粘合材料研究提供新的启示,具有重要的科学意义和应用价值。本论文选择藤壶胶中成分含量较多且在固化中起关键作用的蛋白—红巨藤壶52kDa胶蛋白(Mrcp-52k),首次通过异源表达获得具有活性的蛋白,并开展其功能研究,使藤壶生物胶的成分解析及其粘附固化机制又进了一步。鉴于天然分离的Mrcp-52k是一种疏水性强、具有糖基化修饰的特殊蛋白,难以通过异源系统表达出活性蛋白,本文基于Kamino研究组在2012年根据溶解固化胶蛋白的方式反推得到的Mrcp-52k胶蛋白基因序列,采用大肠杆菌和毕赤酵母系统对其进行表达。本文分别针对大肠杆菌和毕赤酵母表达系统,对Mrcp-52k基因密码子进行偏好性分析、优化与合成,并选取合适的表达载体pET-32a(+)、pET-21a(+),以及表达载体pPICZαA。通过探索诱导剂种类、浓度及诱导温度等表达条件,并对纯化条件进行探索优化。结果表明,采用以乳糖为诱导剂的自动诱导培养基,在低温27℃的诱导条件下,优化合成的Mrcp-52k基因在大肠杆菌BL21(DE3)中实现了高效表达;通过亲和层析,最终获得了足够量、纯度高且具有功能活性的重组Mrcp-52k(r Mrcp-52k)蛋白。在获得具有活性rMrcp-52k的基础上,利用考马斯亮蓝染色和石英晶体微天平对重组胶蛋白rMrcp-52k的微观粘附性能进行定性、定量地表征。结果表明,rMrcp-52k具有与商业化的贻贝Cell-Tak?相当的粘附性能;采用扫描电镜观察其在材料表面形成了致密网格状纤维,表明这种结构有利于蛋白在材料表面的粘附。另外,采用硫黄素T染料对rMrcp-52k蛋白进行染色,并结合原子力显微镜的观察,发现其存在大量的淀粉样纤维,证实了rMrcp-52k在一定的条件下具有自组装行为,为进一步阐释藤壶胶的交联固化机制提供了直接的证据。