帽贝是生活在潮间带的海洋软体动物,依靠矿化牙齿刮取岩石上的藻类为食。齿舌上的矿化牙齿是目前自然界中已知的最硬和最强的生物材料之一,具有重要的仿生学意义。然而,目前大多数研究只关注其牙齿的超微结构和化学成分,对其矿化过程分子机理方面的研究非常缺乏,这限制了我们对这种独特和基本的生物矿化过程的理解与认识。在本论文研究了帽贝花笠螺(Cellana toreuma)牙齿的微观结构,蛋白质组学和矿化相关蛋白Ct CBP-1。微观结构研究发现帽贝齿舌是由三尖齿和单尖齿交替组成的。牙齿的超微结构显示,在牙齿的尖端和前缘区域矿针尺寸较小,排列密集无序;相反,在牙齿的后缘和中部矿针排列松散有序且矿针尺寸较大,与化学合成针铁矿更加类似。首次通过蛋白质组学鉴定齿舌总蛋白质,发现铁蛋白、过氧化物酶、精氨酸激酶、GTPase-Rabs蛋白和网格蛋白等具有重要功能的蛋白。不同矿化程度部位的质谱结果发现,完全矿化部位的特有蛋白含量较少,包括EGF结构域蛋白和几丁质结合结构域蛋白;在不完全矿化部位,存在大量的氧化还原相关蛋白;而未矿化部位蛋白质种类更加复杂多样。针铁矿结合蛋白质组学和RNA-seq结果筛选出六种几丁质结合蛋白(Ct CBP-1~6)。此外,首次发现从齿舌牙尖和几丁质框架中提取的蛋白质在体外结晶过程能诱导晶体的堆积,并可能在体外影响晶体多晶型的产生。另外本论文进一步研究了几丁质结合蛋白Ct CBP-1的相关功能,首次在体外克隆并表达了该蛋白。体外结合实验发现该蛋白可以特异性结合几丁质和针铁矿,并且体外结晶实验还发现该蛋白可以改变针铁矿晶体形貌,引发晶体堆积,但并不改变晶体晶型。同时,荧光标记实验发现该蛋白特异性结合在牙齿的前缘和边缘处,暗示该蛋白可能参与调控针铁矿的形成和排列。综通过对花笠螺齿舌矿化过程中蛋白的研究与分析,我们进一步积累并丰富了齿舌矿化过程蛋白组水平的数据;同时结合体外实验,探究了蛋白质在齿舌矿化过程的调控作用,加深了我们对生物成因含铁矿物矿化机制的认识,也有助于为仿生矿化无机物寻找新的生物分子辅助的合成路线。