细菌表面展示技术是细胞壳化的一个重要技术手段。通过在细菌表面展示可以诱导矿化的蛋白质，能够在天然不具备矿化外壳的单细胞生物上构建一个人工外壳。天然Silaffin蛋白和Silicatein蛋白都能够有效的从外环境中聚集二氧化硅，形成精细的硅质结构。此外，Silicatein蛋白还能够催化诱导一些金属氧化物的沉积，如氧化钛、氧化镓、氧化铝等

研究目的：（1）构建细菌表面展示体系。通过背景研究，希望通过INP将Silaffin和Silicatein两种硅蛋白展示在大肠杆菌的表面。（2）利用表面展示硅蛋白的大肠杆菌进行二氧化硅的包覆研究。希望在不具有天然矿化壳的大肠杆菌表面也加上一层矿化壳，研究其是否对大肠杆菌起到机械保护作用，或者可以防止外界酶裂解细胞。（3）利用表面展示硅蛋白的大肠杆菌进行其他材料的包覆及合成研究，如氧化铝。

研究意义：（1）通过INP将Silaffin和Silicatein展示在细菌的表面，构建表面展示体系，可以证实这两种蛋白的原核异源表达。（2）硅化形成矿化层保护大肠杆菌。由于当前环境不断地恶化，环境中有很多污染物对生物细胞有毒害作用，人工赋予大肠杆菌硅化壳也可以使其增强对外界环境的抵抗力，从而延长存活寿命。（3）通过表面展示的大肠杆菌作为模板，实现高性能材料的合成，为合成材料领域提供了一种简便的、形貌易控的方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

SiliSifa蛋白基于蛋白质silicatein-a和silaffin功能域所构建，能够与多种离子相互作用，并介导有关矿化过程，利于功能材料制备。目前已经有对于SiliSifa结构和功能的详细报道。本项目利用蛋白质工程技术，将SiliSifa蛋白展示于细菌表面，从而探究SiliSifa蛋白的性能和相关用途。首先，研究表达和检测SiliSifa蛋白的表面展示情况；然后，利用SiliSifa介导Al2O3的矿化；最后，对矿化的Al2O3的性能进行研究。

2.2 技术方案：

1）通过涂布含有硫酸卡那霉素的平板，筛选得到含有重组质粒细菌的单菌落，再用含有硫酸卡那霉素的LB液体培养基对菌种进行富集，提高培养基中菌种的浓度。

2）通过酶标仪测OD值，检测细菌生长，至其达到对数生长期。加IPTG作为诱导物，诱导重组蛋白表达。

3）绘制重组菌在加入诱导剂和未加入诱导剂的生长曲线，对菌液做SDS—PAGE电泳，检测重组蛋白表达

4）用含不同浓度IPTG的培养基培养细菌，通过酶标仪测OD值绘制各培养物的生长曲线，并进行SDS—PAGE电泳从而确定诱导剂对重组蛋白诱导表达的合适浓度。