86.3生物矿物形成机理的认识生物可以随心所欲地制造各种微观和宏观结构的矿物材料，并且是在完全环保的条件下（可以称其为绿色制造）。若能完全破译这种制造方法的原理，人类就可以模仿用来制造所需要的材料，无疑其意义是巨大的。尤其是在当前纳来技术被高度推崇的年代，生物矿化的过程是具有启迪意义的，因为，大多数生物矿化的过程都是在纳米尺度上进行的自组装(selfassembly）过程。以珍珠质为例，是什么因素控制珍珠质如此有规则的生长过程昵？从它的生长过程和理论分析，下面四个方面的控制是关键所在：1.晶体晶型的控制：2.形核位置的控制；3.晶体形状和取向的控制：4.矿物相离子（Ca、CO3）的输运和晶体长大的方式：
§6.3 生物矿物形成机理的认识 生物可以随心所欲地制造各种微观和宏观结构的矿物材料，并且是在 完全环保的条件下（可以称其为绿色制造）。若能完全破译这种制造方法 的原理，人类就可以模仿用来制造所需要的材料，无疑其意义是巨大的。 尤其是在当前纳米技术被高度推崇的年代，生物矿化的过程是具有启迪意 义的，因为，大多数生物矿化的过程都是在纳米尺度上进行的自组装 （self assembly）过程。 以珍珠质为例，是什么因素控制珍珠质如此有规则的生长过程呢？ 从它的生长过程和理论分析，下面四个方面的控制是关键所在： 1. 晶体晶型的控制； 2. 形核位置的控制； 3. 晶体形状和取向的控制； 4. 矿物相离子（Ca、CO3）的输运和晶体长大的方式；
日前一致认为生物体内无机矿物的生长是受到有机大分子的控制，无论在形核还是在长大过程中有机大分子都起了重要的作用。换言之，生物矿化的定义就是在有机大分子调控下无机矿物相的生长过程
目前一致认为生物体内无机矿物的生长是受到有机大分子的控制， 无论在形核还是在长大过程中有机大分子都起了重要的作用。换言之， 生物矿化的定义就是在有机大分子调控下无机矿物相的生长过程
例：昆虫和鱼中的抗冻蛋白（AFP）对水结晶的抑制作用。植物、昆虫、鱼体内都含有一定量的抗冻蛋白，用以抑制水的结晶，其作用的机理是：蛋白的某一个面的特定官能团一定间距、重复排列，且与冰的表面原子相互匹配。当冰晶核形成时，这些蛋白就吸附在冰表面，阻止晶核进一步长大。0°C-0.2°C-0.4°℃-0.6°℃C-0.8°℃-1.0°C-1.08°CInsectAFP(20 μm)FishAFP250μm(400 μm)0℃-0.2°℃-0.27°Cp325From<Nature>2000,Vol406
例：昆虫和鱼中的抗冻蛋白（AFP）对水结晶的抑制作用。 植物、昆虫、鱼体内都含有一定量的抗冻蛋白，用以抑制水的结晶，其 作用的机理是：蛋白的某一个面的特定官能团一定间距、重复排列，且 与冰的表面原子相互匹配。当冰晶核形成时，这些蛋白就吸附在冰表面， 阻止晶核进一步长大。 From <Nature> 2000, Vol 406 p325
1.64A苏氨酸threonineCOO-H,N-C-HH—C—OHCH,抗冻蛋白有一β片折叠面，在β片折叠面上（绿色箭头所示）苏氨酸侧基有规律的以0.464x0.744nm的间距排列，红点代表苏氨酸侧基中的氢原子。Fr0m:<Nature>2000,Vol.406,p.322
抗冻蛋白有一b片折叠面，在b片折叠面上（绿色箭头所示）苏氨酸侧基有规 律的以0.464x0.744nm的间距排列，红点代表苏氨酸侧基中的氢原子。 From: <Nature> 2000, Vol.406, p.322. C H + H3N COOH C CH3 苏氨酸 threonine OH
冰晶体菱柱面上氧原子排列与抗冻蛋白B片折叠面上苏7.35A氨酸侧基匹配情况。蛋白与冰晶核的结合阻止了晶核的长大，从而抑制了冰的结晶，?a3*aal4.52A0.464 x 0.744 nm
冰晶体菱柱面上氧原子排列 与抗冻蛋白b片折叠面上苏 氨酸侧基匹配情况。蛋白与 冰晶核的结合阻止了晶核的 长大，从而抑制了冰的结晶。 0.464 x 0.744 nm