抗菌肽PGLa和Magainin 2(MAG2)是非洲爪蟾皮肤分泌物中的重要组分。虽然它们各自均有一定的抗菌活性,但这两种抗菌肽最大的特点在于它们之间的协作性——同时使用两种多肽会带来更高效的抗菌性能。然而遗憾的是,人们对于这两种多肽协作抗菌的分子机制,尤其是它们在其中各自所发挥的作用尚不清楚。在本文中,我们采用分子动力学模拟的方法,并结合巨型单层囊泡泄漏实验、原位界面光电压检测等实验方法,通过系统对比PGLa、MAG2和PGLa/MAG2混合体系与脂膜的相互作用过程,从而对PGLa与MAG2的协作机制进行了研究。大规模的分子动力学模拟显示PGLa和MAG2具有完全不同的膜界面活性;但将两者混合后多肽的穿膜能力明显增强。模拟结果表明PGLa-MAG2异质二聚体是二者协作穿膜成孔的基础,该结构可以充分发挥两种抗菌肽各自的优势。通过对模拟轨迹的定量分析发现,我们发现两者成孔协作性不仅体现在异质二聚体中两单体的行为,也体现在不同异质二聚体之间的相互作用。特别是,这两种疏水性和带电情况都相似的多肽在协作过程中发挥的作用却是不同的:PGLa能轻易地插进膜中并产生缺陷或孔,而随后这个缺陷会被MAG2所稳定;并且,MAG2还能够招募其他多肽形成异质二聚体、甚至是异质二聚体的团簇;最终两者的协作效应会使单个膜孔的尺寸呈阶梯式增大以及细胞内容物的大幅度泄漏。进一步地,我们将模拟和实验结果进行对比和分析,证实了我们的模拟结果的合理性及准确性。本论文的研究结果有助于深入理解PGLa和MAG2在成孔过程中复杂的协作机制,为设计抗菌效率更高、靶向性更强的协作性抗菌药物提供新的思路。