本文综合利用了多学科的方法和技术，对纳豆激酶(Nattokinase，NK)的结构和功能进行了研究。首先利用生物信息学的技术，分析了NK的aprN基因，发现NK是由信号肽、前导肽和成熟肽序列构成。aprN基因的热动力学研究发现，NK的热动力学稳定，非常适合进行分子生物学的研究。分析NK的全氨基酸序列发现，在7～29个氨基酸序列区域，亲水性打分和疏水性打分都呈连续性分布，可见此区域定是NK的信号肽区域。根据NK的氨基酸序列，预测了它的二级结构以及三级结构。并利用同源模建技术，构建了NK分子的三维空间结构模型。此模型通过了立体化学、残基能量分布以及残基包装等特性的评估，具有很高的可信度。因此可以知道，NK成熟肽主要由12个β折叠和6个α螺旋构成。内部结构域主要由6个β折叠片组成的折叠桶和2个α螺旋构成。基于此模型结构，NK的最适底物H-D-VLK-pNA被对接到了NK的活性中心。分析此底物和NK分子活性中心的相互作用，发现NK对此最适底物的结合位点应该是五个位点(G102，Y104，I107，G127和E156)。进一步分析此底物和NK分子活性中心残基之间的氢键相互作用，提出了一个不同于经典教科书上的丝氨酸蛋白酶催化理论的新机理。该机理更强调微碱性环境中的[OH]作为亲核试剂的可能性，而经典的理论强调是S221作为亲核试剂水解肽键。 　　进一步研究了NK活性中心附近的氢键对催化三联体(D32，H64，S221)以及羟基阴离子洞(N155)的重要性。经过对NK分子模型的深入分析，我们发现在NK分子活性中心周围有四个位点(S33，D60，S62，和T220)是非常重要的。首先利用分子生物学技术，将这四个位点分别突变成丙氨酸。然后用酶动力学方法求出了这些突变体的酶动力学常数。和野生型的酶动力学常数相比较，发现这四个位点主要是对酶的催化起贡献，而对于酶和底物的结合贡献不大。进一步对这四个位点进行自由能扰动(freeenergyperturbation，FEP)的计算，结果也证明了这四个位点主要是对酶的催化起贡献。而分子动力学的结果更从微观上分析了这4个位点对NK活性中心结构稳定性的影响。最后得出结论，4个位点的突变将部分释放出D32，H64和N155，使得它们能自由的扰动，而偏离了正常的活性位置，从而导致了酶的活力降低。