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本文旨在从分子水平上研究和阐述日常生活中常见的食品、药品分子与蛋白质以及金属离子与多肽的作用,探讨这几种小分子对蛋白质或多肽结构和构象的影响,对其使用的安全性进行评估。本工作在pH=7.4的环境下采用多种光谱学方法、原子力显微镜以及化学计量学方法,研究了食用色素(日落黄和β-胡萝卜素)、手性农药(异丙甲草胺)以及抗癌药物(10-羟基喜树碱)与牛血清白蛋白(BSA)的作用,获得了相互作用过程的定性和定量信息；考察了金属离子A13+对阿尔海默病(AD)β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集的影响,探讨了Al3+与AD可能的联系。最后还尝试研究了两种纳米材料在药物载体和药物治疗方面的应用。本论文的工作主要包括以下几点：1.采用多种光谱学测试手段研究日落黄和p-胡萝卜素与BSA的相互作用,获得它们与BSA结合过程的一些基本信息以及对BSA构象的影响,并且对两者在与BSA作用中的所表现出来的差异进行了比较。通过比较得出,日落黄会引起BSA结构和构象的变,而相对来说,p-胡萝卜素是一种较为安全的食用色素。2.采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法以及MCR-ALS方法研究在模拟人体生理环境中RAC-异丙甲草胺(RACmt)和S-异丙甲草胺(Smt)与BSA的相互作用。结果表明Smt与BSA的结合常数大于RACmt和BSA的结合常数,S型和R型两种异构体分别结合在BSA的结合位点Ⅰ位和Ⅱ位,且BSA对Smt具有立体选择性,它与Smt的结合能力大于Rmt,即Smt的生物活性大于Rmt,是RACmt中的主要活性成分。3.采用化学计量学方法(MCR-ALS和PARAFAC)和多种光谱分析法以及原子力显微镜研究氧化石墨烯(GO)、10-羟基喜树碱(HCPT)和BSA三者间的相互作用。实验得出：GO对HCPT有良好的负载作用,且GO的存在有利于HCPT和BSA的结合作用,使得HCPT和BSA的结合率增大,便于HCPT在体内的运输和分布。最后BSA对HCPT-GO体系的荧光增强效应构建了BSA传感器,其检测限较低,选择性较好。4.采用多种光谱法和原子力显微镜以及化学计量学方法研究了Al3+对Aβ蛋白的聚集状态和结构的影响,聚乙二醇修饰的Fe304纳米粒子(PEG-Fe3O4)与Aβ及Al3+诱导的Aβ聚合物的相互作用,初步探讨了PEG-Fe3O4作为Aβ清除剂的应用。实验结果均表明Al3+会促进Aβ蛋白的纤维化聚集,通过MCR-ALS计算了两者的结合常数。同时发现PEG-Fe3O4纳米粒子对AβAl3+诱导的Aβ聚合物具有很好的结合和清除能力,揭示了PEG-Fe3O4纳米粒子Aβ清除剂的可能。