蛋白质的功能与它们的柔性是密切相关的。蛋白质与其它分子进行相互作用时常常会发生构象上的改变。这种改变可能是比较小的氨基酸侧链的重新排布,也可能是比较大尺度的构象波动。蛋白质柔性的研究对于描述蛋白质的相互作用是十分重要的。在本论文的第一章中,我们介绍了天然无序蛋白质及其相关的研究方法。在过去的几十年里,人们发现虽然天然无序蛋白质缺乏一个折叠良好的三维结构,但是它们却在生物体内发挥着重要的功能。目前已经有很多实验方法可以用来描述天然无序蛋白质的结构特性。在这些方法中,核磁共振波谱学和小角度X-射线散射是最常使用的方法,它们可以提供很多定量的结构信息。这些实验得到的数据可以用在多种不同的计算方法之中,包括约束的分子动力学模拟和其它一些算法,这些方法能够产生包含各种不同构象的结构系综。而最终得到的结构系综也为我们了解天然无序蛋白质的结构和功能提供了基础。在大肠杆菌中,RNA的分子伴侣蛋白Hfq是一个重要的转录后的调控因子。Hfq蛋白由一个保守的Sm结构域和一段天然无序的C末端组成。先前的研究结果表明C末端对于Hfq功能的实现是非常重要的。然而由于C末端是没有固定结构的无序区域,人们对于C末端的具体结构信息了解很少。在第二章中,我们结合了实验和计算的方法对Hfq蛋白C末端的结构和动力学性质进行了研究。结果表明这段无序的C末端是高度柔性的并且与Hfq蛋白的六聚体核心之间有瞬时的相互作用。我们的结果还发现C末端的某些区域是运动受限的,而且还存在一些瞬态的二级结构元件。最后,我们结合得到的实验数据和计算的方法对C末端进行了系综描述,而这些结构系综也为我们进一步了解C末端的功能提供了结构基础。许多蛋白质都包含两个及两个以上的结构域,而它们之间常常通过柔性的连接区域进行连接,这些柔性的区域在一定程度决定了结构域的相对运动。多结构域蛋白质的大尺度构象柔性常常与它们的生物学功能相关。然而,对于包含柔性连接区域的多结构域蛋白质的研究往往是非常复杂的,这也是方法学上的一个挑战。在第三章中,我们发展了一种方法,就是结合放大集合运动模拟和小角度X-射线散射的数据来研究多结构域蛋白质在溶液中的构象状态。我们将这种方法分别用于两种多结构域蛋白质的系综描述,包括噬菌体T4溶菌酶和FBP21 (formin-binding protein21)的双WW结构域。其结果表明放大集合运动模拟比标准的分子动力学模拟所采集到的构象空间更加广阔。而且通过放大集合运动模拟结合小角X-射线散射数据得到的结构系综也明显好于分子动力学模拟得到的结果。