<正>蛋白质天然态结构的稳定形成是其发挥生物学功能的生物物理基础,研究蛋白质残基间相互作用与其结构折叠形成的关系一直是结构生物学研究重点之一。分子动力学(Molecular dynamics,MD)模拟可从原子细节描述蛋白质结构折叠变化,其计算精度取决于分子力场的准确度。本论文首先利用常见的OPLSAA/L力场和基于PDB卷曲库优化得到的OPLSAA/C力场对迷你蛋白Trp-cage折叠机制进行MD研究。结果表明:在OPLSAA/L力场下,该蛋白在0.5μs和1.0μs内都折叠为错误折叠态构象(M,RMSD=6.8?,Q=0.1),其错误折叠路径为:D(?)Ts(?)I(?)M;而在OPLSAA/C力场下,蛋白结构在1.0μs内可快速地折叠为近天然态构象(N,RMSD=1.2?,Q=0.95),其折叠路径为:D(?)I1(?)I2(?)N,符合扩散-碰撞机制模型。这表明基于PDB卷曲库引入一些特殊非键相互作用后获得的OPLSAA/C力场能够有效提高结构折叠准确率和构象采样效率。然后利用OPLSAA/C力场进一步研究残基侧链特性对其结构折叠的影响机制。实验发现突变体N1G、S13G、R16G、P18G和S20G能够折叠至近天然态结构,突变体的二级和三级结构形成良好,仅突变残基位点的局部结构出现一定破坏;突变体I4G、W6G、L7G、K8G和P19G的优势构象中二级结构完全消失,残基间的疏水相互作用形成错误,三级结构发生解折叠或错误折叠;其他的7个突变体L2G、Y3G、Q5G、D9G、P12G、S14G和P17G虽然未出现显著的解折叠和错误折叠,但是相应残基的二级结构发生损失,同时还导致疏水残基间疏水相互作用无法正确形成。研究发现残基间协同相互作用对其结构折叠至关重要,另外具有相同侧链的氨基酸残基(Ser13和Ser14)由于其侧链所处位置的不同导致其对结构的折叠贡献程度也不同。最后,通过理论计算和生物实验相结合的方法对A.lepigone的信息素结合蛋白AlepPBP1与两种性信息素(Z7-12:Ac和Z9-14:Ac)结合模式研究发现非极性残基所涉及的疏水相互作用是AlepPBP1蛋白与Z7-12:Ac(Phe36、Trp37、Phe118)和Z9-14:Ac(Phe36、Trp37、Val52、Phe118)性信息素结合的主要驱动力。这与迷你蛋白结构折叠驱动力一致,该研究结果为蛋白结构改造、优化设计以及靶点结合改造提供理论指导。