离子跨膜输运过程是生物体中物质、能量和信息有组织、有秩序的输运过程，是当前生物物理学研究的热点之一。膜蛋白的结构决定离子输运功能，在输运过程中扮演着关键角色。开展离子跨膜输运机制的研究将有助于我们更为深入、更为细致的理解物质跨膜输运的生命过程，同时，从这些输运现象中提炼并研究一些新的具有普适意义的物理问题，有助于进一步理解和丰富输运理论。 本文在国家自然科学基金（编号：10775038, 10645006, 10647121）、教育部高等学校博士学科点专项科研基金（编号：20060080001）、河北省自然科学基金（编号：C2005000011，C2007000026）和河北省教育厅科研项目（编号：2006148）支持下以新型离子通道——NaK通道为研究对象，从NaK通道的三维精细结构出发，应用量子化学及密度泛函理论，在分子水平上构建了NaK通道与钠、钾、铷离子的相互作用的位能面；并以此为基础，建立布朗动力学模型模拟NaK通道对钠离子、钾离子、铷离子的通透过程；对比NaK与KcsA通道结构相互作用势能曲线及其通透性差异，分析结构差异引起的功能变化的本质原因。得到了一些有益的结论： （1）NaK通道与钠、钾和铷离子相互作用的位能面都具有非对称性，在这种非对称势场的作用下，一价阳离子可以实现由膜内侧向膜外侧的转运，这说明其对一价阳离子的通透无选择性。 （2）位能曲线上的每个极小值点对应于离子的结合位点，钠、钾和铷离子在NaK通道中都具有结合位点，这与实验中测定的结果一致。 （3）获得了NaK通道对钠离子、钾离子和铷离子的平均通透速度、平均通透时间和单位时间通透离子个数等动力学量，说明离子通透过程中通道存在最佳的通透“有效半径”。