多细胞生物体的生长、发育和繁殖，不仅依赖于细胞的物质与能量代谢，还依赖于广泛而精确的细胞间通讯与信号转导。细胞信号转导通路是细胞通过表面受体感受和识别各种刺激，经信号通路转导，引起相应的生理生化效应。在众多信号转导路径中，有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-acivated protein kinase，MAPK)转导路径是细胞中一个重要的，典型的信号转导通路。该通路通过一系列高度保守的激酶、磷酸酯酶两位点磷酸化和去磷酸化级联反应将细胞外部信号从活化的Ras蛋白向下游传递，从而使细胞做出相应的应答。　　 描述两位点磷酸化和去磷酸化的动力学机制有两种：过程型(processive)和分布型(distributive)。已有的很多研究均是采用分布型动力学机制研究MAPK转导通路模型。而最近的实验结果表明：哺乳动物细胞中MAPK级联反应可以在一定的条件下由分布型磷酸化过渡到过程型磷酸化反应。说明过程型作用机制也是MAPK信号通路中蛋白质磷酸化与去磷酸化的一种重要的作用机制。细胞空间分布不均匀造成的分子间拥挤以及细胞内支架蛋白的存在等都是过程型作用机制存在的原因。　　 对于过程型磷酸化机制的作用目前相关的理论工作还很少，并且过程型磷酸化机制对于酶的催化反应以及信号转导通路动力学的影响还不是很清楚。为了解决以上的这些问题，本文建立了蛋白质磷酸化的过程型作用机制的理论模型，基于该理论模型进一步研究了磷酸化过程型作用机制对MAPK级联通路的影响。本文的主要研究工作及成果如下：　　 首先，根据Michaelis-Menten动力学机制推导了两位点磷酸化与去磷酸过程式的动力学作用机制，并将该作用机制应用到MAPK级联中，得到MAPK级联过程型作用机制的数学描述。　　 其次，构建了不同反馈模式下过程型磷酸化作用机制的MAPK信号转导通路模型，主要研究在匀质系统下和空间不均匀系统下激酶、磷酸酯酶过程型磷酸化的强弱对MAPK信号转导通路的影响。结果显示：激酶过程型磷酸化最有利于信号的传播，磷酸酯酶的过程型磷酸化的强弱对MAPK信号的传递影响最大。　　 最后，结合钙离子振荡对MAPK级联频率调控的实验，在匀质系统下整合钙离子振荡模型、Ras-GTPase循环模型和MAPK信号转导通路模型，理论上分析了过程型作用机制对于钙离子振荡频率调控ppMAPK活性的负相关性的影响，并且将理论结果与Sabine Kupzig等人的实验结果进行了比较。