1. 研究目的与意义（文献综述）

两千多年前,人类发明了指南针用于辨别方向;而如今科学家们发现,很多动物也能利用体内的生物指南针感应微弱的地磁场，但其中的机制还未被完全阐明清楚。目前关于磁感应现象的机制，主要有三大假说：(1)磁铁矿假说:该假说认为动物体内存在的磁铁矿即铁磁性颗粒构成了磁感应的物质基础，动物通过这些铁磁性颗粒感知地磁场并用于导航。（2）基于自由基对的量子罗盘假说：物理学家klaus schulten在1978年首先提出该理论，认为生物体中一种对蓝光敏感的感光蛋白cryptochrome（隐花色素简称cry）可能作为磁感应受体，并试图从物理化学的角度来解决生物何以感知微弱的地磁场的问题。（3）基于cry/magr的生物指南针假说：谢灿实验组首先提出一个基于蛋白质的生物指南针模型 (biocompass model)。该模型认为存在一个铁结合蛋白作为磁感应受体 (magnetoreceptor, magr),该蛋白通过线性多聚化组装形成了一个棒状的蛋白质复合物，就像一个小磁棒一样具有南北极。而磁场感应相关蛋白cry和磁感应受体magr通过相互作用, 缠绕在magr棒状多聚蛋白的外围，从而实现“光磁耦合”。同时

群体感应 (quorum sensing，qs)是指细菌与细菌之间的通讯交流机制，通过分泌信号分子诱导细菌中特异性基因的表达，调控细菌的生命活动，从而表现细菌群体的反应和功能。来自苍白杆菌（ochrobactrum sp.）的aidh内酯酶是一种类属于α/β折叠水解酶家族蛋白的群体感应淬灭酶，能够通过水解信号分子淬灭群体感应效应。在ahls依赖型致病菌和转基因植物中ahls降解酶（即群体感应淬灭酶）能有效地抑制qs信号分子的积累，从而阻断病原细菌的发病机制，提高了植物的抗病性。ahls信号分子可能成为生物技术防治动植物细菌病害的新的突破口，这为防治细菌侵染提供了一条可行的途径，不仅具有重要的理论意义，更具有深刻的现实意义。

根据谢灿课题组的磁性蛋白生物复合体的研究可以发现magr基因表达出来的蛋白可以被磁性纳米粒子吸附，此外，固定在磁性纳米粒子(mnps)表面的酶具有很高的活性和较强的稳定性，因此，可将其作为一种新的蛋白纯化方法，该方法也为后续的功能检测提供了方便。近年来关节假体的植入数量正在逐年增加，由于材料常年植入体内而造成的细菌感染以及由此引起的并发症也是数不胜数，因此找到一种更加优质解决方案，即能够同时解决细菌感染和酶固定两大问题就显得尤为重要。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1）通过分子生物学技术构建magr-aidh的细菌表达载体

（2）对融合蛋白进行表达纯化

（3）对融合蛋白的功能进行检测

3. 研究计划与安排

第1周：了解论文题目，认识所需完成的主要内容和任务；搜集相关学术期刊、论文、文稿、专利、教材等资料，阅读后进行总结，对论题形成一个初步的系统性的认识。

第2-3 周：完成毕业论文开题报告，确定实验技术路线，确定具体的实验方案和步骤。

第4-7周：通过分子生物学技术构建magr-aidh的细菌表达载体；表达、纯化磁蛋白。

4. 参考文献（12篇以上）

1. wang, h. , liu, p. , amp; xie, h. . (2013). an empirical moleculardocking study of a di-iron binding protein with iron ions. journal of zhejianguniversity science c, 14(2), 118-124.

2. qin, s., yin, h. , yang, c. , dou, y. , amp; xie, c. . (2015).a magnetic protein biocompass. nature materials, 15(2), 217-226.

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