铜蓝蛋白在光合作用和呼吸作用等众多生物电子转移过程中均起到了重要的作用。在这一过程中,其氧化还原活性中心更是起到了最关键的作用。本论文主要采用第一性原理计算和速率方程方法相结合的方式,从理论计算的角度对质体蓝素（Pc）和假天青蛋白（PAz）这两类常见的铜蓝蛋白活性中心的几何结构、光学吸收性质以及电荷输运特性进行了研究。论文所开展的具体研究工作如下:首先,我们构建了包含111个原子的4配位模型来表征Pc和PAz的氧化还原活性中心,并将这一模型与前人的研究中经常采用的33原子4配位模型以及90原子3配位模型进行了对比。通过利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对三种模型体系的结构、重组能和光学吸收性质的计算,以及与已有的实验结果的对比,发现:由于未考虑蛋白环境的作用,33原子4配位模型计算得到重组能与实验结果相差很大,说明其不能很好的描述对应蛋白的氧化还原活性中心的电子结构;90原子3配位模型虽然可以较好的描述重组能,但是由于轴配体Met的缺失无法很好的描述氧化还原活性中心的光学吸收性质;而我们构建的111原子4配位模型不仅给出了与实验结果相符的重组能,也很好的再现了实验测得的吸收光谱的特征峰。在此基础上,我们对实验中观测到的Pc和PAz两种铜蓝蛋白间吸收光谱谱型的变化进行了分析与解释,发现PAz吸收光谱中Cysσ→CuⅡ跃迁峰的产生与整体构型的变化有关。计算研究结果还表明此峰对应的激发能随着Cu-SMet键的缩短而增大,与实验结果相吻合。此外,通过自然跃迁轨道的分析我们发现,导致Cysσ→CuⅡ跃迁峰出现的主要因素是随着Cu-SMet键的缩短,本来作用于Cysπ→CuⅡ跃迁的占据轨道波函数会重新分配给Cysσ→CuⅡ跃迁。这一工作不仅帮助我们进一步了解了铜蓝蛋白氧化还原活性中心的几何结构和光吸收特性之间的关系,也为后续的电荷输运研究奠定了基础。其次,我们以111原子4配位模型为基础,采用速率方程方法,在考虑电子—振动耦合的情况下对局域在金属电极之间的铜蓝蛋白氧化还原活性中心的电荷输运性质进行了初步的理论计算研究。我们的计算结果显示,在假设蛋白与金属之间耦合较弱的情况下Pc和PAz表现出了相似的电荷输运性质。而造成这一现象的原因是由于它们在相近的能量位置处具有相似的振动特征,两个蛋白中对电输运影响最强的振动模式的频率分别为223 cm-1和210 cm-1,而两者均包含了 Cys中β-C原子的运动以及氨基和羰基的运动。本论文的工作为后续有关铜蓝蛋白氧化活性中心的研究提供了合理的模型与计算方法,同时为我们进一步理解铜蓝蛋白的光学吸收特性与电输运性质提供了一定的帮助,对未来氧化还原蛋白的研究,特别是活性中心在整个氧化还原蛋白中的作用,也具有一定的理论参考价值。