广古细菌火球菌（Pyrococcus furiosus）RecJ-like蛋白(PF2055, PfuRecJ)是一个属于DHH磷酸酯酶家族的核酸酶，它不仅可以从5’端降解单链DNA，还可以从3’端降解单链RNA。我们利用单波长反常散射(Se-SAD)方法，首次解析了PfuRecJ蛋白的晶体结构。并且首次定义了该蛋白家族中的一个新结构域Domain M。该结构域位于氮端催化结构域和碳端底物特异性结构域之间。对比古细菌P. furiosus RecJ蛋白和真核生物H. sapiens同源蛋白Cdc45的氨基酸序列，我们发现这两个蛋白均包含该结构域。我们推测该结构域可能参与P. furiosus中染色体复制型解螺旋酶Cdc45/RecJ-MCM-GINS复合体的形成。该蛋白结构的测定为其进一步研究CMG复合体的结构与功能打下基础。通过解析一系列PfuRecJ-金属离子复合物以及PfuRecJ-金属离子-单核苷酸复合物的晶体结构，我们定义了该蛋白参与结合二价金属离子以及单核苷酸小分子的相关氨基酸残基。由于不同二价金属离子（Mg2+、Mn2+、Zn2+）与蛋白相关残基形成配合物的配位方式以及稳定性不同，我们新发现了第三个Zn2+结合位点的存在，且发现该Zn2+结合位点与模拟底物的单核苷酸5’-磷酸根位置重合，从而能够阻止蛋白与底物结合而抑制该蛋白酶学活性。这一机制的发现解释了该蛋白的酶学实验结果，即不同二价金属离子辅基可以调控PfuRecJ蛋白的酶学活性。在晶体学结构解析中，惰性气体氙气（Xe）可作为重原子来获取反常散射信号帮助解析相位。本论文第二部分研究工作发现在1~3Mpa的压力范围内，氙气能够通过疏水相互作用结合到天花粉蛋白中。通过天花粉蛋白-Xe衍生物晶体衍射数据，利用Xe的反常散射信号，通过单波长反常散射(SAD)方法成功解析了天花粉蛋白晶体结构。并且首次证明了天花粉蛋白内部存在一个天然的疏水结合空腔，其有助于结合Xe气体分子。利用这一特性并结合天花粉蛋白在云母表面的晶体外延生长特性，可以将天花粉蛋白发展为一种“全能型”的融合标签蛋白，用来帮助解析结构未知蛋白的三维晶体结构。