生物大分子需要正确的折叠成三维空间结构才能正常的行使其生物学功能。生物大分子中的蛋白质和核酸是构成细胞原生质的主要成分,在生物体内占有重要的地位,因此对蛋白质和核酸折叠的研究具有重要的生物学意义,并能更好了解与其相关的生物学功能,而且为与蛋白质和核酸折叠相关的疾病的研究提供重要信息和理论依据。另外,在生物大分子的空间结构与功能关系的研究中,深入分析它们的动态行为对其功能多样性的认识以及新功能分子的设计有着重要的参考价值。在对生物大分子的研究中,随着理论研究方法的不断发展和完善,分子模拟在生命科学、化学、物理等诸多领域发挥着越来越重要的作用,己成为实验研究难以替代的手段。本论文旨在对生物大分子中的蛋白质和脱氧核糖核酸(DNA)的折叠机理进行研究,主要采用基于结构的模型并结合分子动力学模拟方法来对这两种分子进行计算。本文主要工作如下：(1)在高温条件下,采用GROMACS中的OPLS全原子力场对两组蛋白GA88/GB88, GA95/GB95进行分子动力学模拟。利用在高温条件下对蛋白质展开过程的模拟来逆推折叠过程,另外还比较了这些GA突变体和相应的GB突变体之间折叠机理的差异。由于GA88/GB88和GA95/GR95这两组蛋白质是来自于GA/GR的突变体,因此又采用Go-查型对野生型蛋白质GA/GB进行模拟。研究结果表明,在蛋白质GA88和GA95的折叠过程中,二级结构的形成先于三级结构,二级结构形成后再逐渐堆叠成完整的蛋白质疏水核心。在蛋白质GB88和GB95的折叠过程中,α-螺旋的形成先于β-折叠片,最后与β-折叠片堆叠在一起形成疏水核心。两组蛋白GA88/GB88和GA95/GB95在折叠过程的初期,天然结构就已经被确定,并且序列之间的微小差异就能够决定蛋白质天然结构的不同。(2)采用高温分子动力学模拟方法并结合全原子Go-模型来模拟最小的打结蛋白质MJ0366,另外采用Ca-Go模型和全原子Go-模型对打结蛋白质VirC2的折叠过程进行模拟。这两个打结蛋白均属于三叶结(Trefoil Knot),并且没有形成较深的结。结果显示β-折叠片的形成在打结蛋白的折叠过程中起重要的作用。如果β-折叠片解开,那么蛋白质很快会完全展开。采用Go-模型对蛋白质MJ0366和VirC2进行研究,这两个蛋白质的折叠过程非常相似,中间体形成了β-折叠片中的天然接触,C-末端呈松散状态,而在过渡态系综C-末端为成结做准备,部分结构形成了结。通过基于结构的模型对这两个蛋白质的模拟,也揭示了蛋白质折叠机制的详细信息。(3)在人和牛中已经发现了神经退行性疾病,但是到目前为止在兔、狗和马中却没有相关的报道。该疾病属于折叠病,与朊蛋白从细胞型向致病型的转化有关。这里我们采用Ca-Go模型来比较人、牛、兔、狗和马的朊蛋白的结构差异,另外对它们的折叠机制也进行了比较,从协同性和折叠过程等角度来对这些朊蛋白进行分析。以期能够从空间结构的角度得到兔、狗和马的抗感染信息,并进一步了解这五个朊蛋白的折叠机理。通过这五个朊蛋白的量热准则、S型过渡态以及自由能曲面的计算来比较它们之间协同性的差异。与人和牛的朊蛋白相比,兔和马朊蛋白具有较高的折叠自由能能垒和协同性,而狗的朊蛋白仅具有稍高的折叠自由能能垒。最后通过全原子Go-模型对Ca-Go模型的计算结果进行了验证和补充,这里我们也将得到结果与前人的实验和理论研究做了比较和讨论。(4)对凝血酶适体DNA(thrombin-bind DNA aptamer)、形式1(Form1)、形式3(Form3)和在Na+存在下形成的(Na+solution) G-四联体进行分子动力学模拟,通过全原子Go-模型来研究这四个G-四联体的折叠机理,并从折叠过程和空间结构的角度来对这些G-四联体进行比较。结果表明前三种G-四联体利用两态模型进行折叠,在折叠过程初期形成紧密的空间结构,然后形成G-三联体结构,最后折叠成天然结构。而在Na+存在下形成的G-四联体的折叠过程中,首先形成亚稳定的G-二联体,然后折叠成G-三联体结构,最后形成天然结构。在这四个G-四联体的折叠过程中,Form3的自由能能垒要明显的高于另外三个G-四联体,所以Form3G-四联体可能具有较高的结构稳定性,与实验结果相符。该模拟结果对实验结果进行了验证和补充。