非编码RNA是一类重要的具有多种调控功能的生物大分子。跟蛋白质一样,非编码RNA分子必须从一级序列折叠成为具有三维空间构象的结构才能发挥其相应的功能。近年来,科学家们采用各种实验手段对非编码RNA分子的折叠机制,结构与动力学特征,以及非编码RNA行使调控功能的过程和机制等进行了研究,已经取得了一些初步的研究成果。另一方面,分子动力学模拟方法能够从原子层次详细的了解生物分子(包括蛋白质和RNA等)的结构和动力学特征,以及相应的折叠/去折叠和调控机制。随着计算机技术的不断发展和提高,分子动力学模拟方法已经逐渐成为一项重要的研究手段,其研究结果也成为对传统实验方法的重要支持和补充。本论文在对分子动力学模拟研究中力场参数和溶剂模型的选择做出比较评估的基础上,对一类具有多种调控功能的非编码RNA分子---核糖开关,进行了深入细致的模拟研究。此项工作有助于深入了解非编码RNA分子的折叠/去折叠过程以及调控机制。本论文主要从以下三个方面开展了研究工作：1)选取三种不同的Amber力场(ff98,ff99和ff99bsc0),三种隐含水GB模型(HCT模型和不同参数的OBC模型)以及一种显含水模型(TIP3P模型)。以两类常见的RNA小分子(发卡和双螺旋)为研究对象。测试其在不同力场和溶剂模型组合下的分子动力学模拟过程中,分子的稳定性。结果发现Amber ff98力场对于RNA分子的模拟最为合适,RNA分子在显含水条件下要明显比在隐含水条件下更稳定,但是其计算速度相对来说要慢得多。在不同的隐含水模型中,HCT模型对于RNA分子的模拟是最合适的。2)我们选取两类常见的核糖开关分子(add-A核糖开关和preQ1核糖开关)。应用全原子分子动力学模拟方法,对其进行了显含水条件下的平衡态模拟和隐含水条件下的高温去折叠模拟。深入探讨了核糖开关分子在没有结合配体时的free态的构象特征,配体的识别与结合过程以及由配体结合诱导的核糖开关的调控机制。我们结果表明,核糖开关分子在没有结合配体之前,有一些区域会首先形成并稳定,从而为下一步的配体结合提供基本的结构骨架,而另外一些区域则保持较大的柔性,同时,结合区域呈现出打开的口袋状态。当环境中的配体浓度达到要求时,配体就会与结合区域的相应核苷酸发生相互作用而结合。配体的结合能够稳定结合区域的构象,同时也能够帮助其他的部分折叠形成与稳定。我们在模拟研究中还发现了十分有趣的bio-zipper现象。那就是在核糖开关分子中,配体与结合区域相应核苷酸碱基的结合类似于拉链的固定方式,当结合区域的位置固定以后,接下来的与调控功能密切相关螺旋区域就会以zipper的方式一个接一个的顺利形成。而如果配体不在结合区域顺利结合,则螺旋区域无法顺利折叠形成。我们的这些模拟结果与很多已经发表的理论和实验结果相吻合,将为核糖开关的配体结合以及调控机制的进一步研究提供帮助。3)研究表明在FNU preQ1核糖开关的表达区有一段长度为21nt的RNA片段,该片段存在着两个完全不同的发卡构象,并且这两个构象在体外实验中可以发生相互转换。我们以这个片段为对象,使用基于目标结构的分子动力学模拟方法(Targeted MD)研究其构象转换的过程以及相应的折叠/去折叠机制。结果表明,两个不同构象之间发生相互转换时,其折叠/去折叠路径并不是完全对称的。同时,其中一个构象在完全伸展为一条直链之前,另外一个构象就已经开始形成。我们的这些结论能够为RNA分子的折叠机制的进一步研究提供基础和帮助。