铁蛋白是一种广泛存在于生物体内的储铁蛋白,具有调控铁离子代谢、保护细胞组分的功能。近年来随着对铁蛋白结构认识的深入,基于其结构和磁性特点,铁蛋白受到了生物工程、生物医学领域的瞩目。本文以来源于大肠杆菌和嗜热火球菌中的铁蛋白为研究对象,对铁蛋白的表达、磁性形成以及铁蛋白氧化作用机制进行了研究。本研究首先构建了大肠杆菌铁蛋白和嗜热火球菌铁蛋白及其突变体的蛋白表达系统,确定了铁蛋白正常表达的诱导剂浓度和铁离子浓度。其次,我们用非变性胶的方法对体外铁蛋白的组装状态进行了确定,并对非变性胶浓度以及电泳温度进行了优化。同时,我们通过对比不同的菌体破碎方式,确定了超声破碎方式能够获得大量可溶性铁蛋白,且与冻融以及机械研磨的方式对比,该方法操作方便,最大程度上避免了繁琐的操作对铁蛋白造成的影响。最后,以开发铁蛋白磁性分离标签为目的,我们对铁蛋白的磁性进行了研究。确定了能够使磁性铁蛋白快速进行分离的铁粉填充柱的分离装置。以该装置为基础,我们确定了能够最大程度减少铁蛋白非特异性吸附的缓冲液种类,并对磁性分离过程中其他的影响因素进行了进一步探索。同时,针对铁蛋白的铁氧化酶作用机制,以微量等温滴定量热法为基础,我们初步探索了使用不同浓度硫酸亚铁对纯化铁蛋白的滴定曲线,发现本文构建的突变体铁蛋白对二价铁离子具有较高的亲和力。虽然该实验的滴定条件需要我们进行进一步的优化探索,但该方法也为铁蛋白磁性机理的研究提供了新的思路。综上所述,本文以细菌铁蛋白作为研究对象,从多角度对其形成磁性的现象以及其相关的作用机理进行了研究。确定了铁蛋白表达的最优条件,并对影响铁蛋白磁性形成以及磁性分离效率的多种因素进行了全面深入的研究。本文的研究将推动铁蛋白在生物工程、药物装载、生物医学以及纳米材料方面的应用。