在当今的后基因组时代,蛋白质的结构—功能关系研究一直是生物信息学领域最重要的科学问题之一。X-射线晶体结构解析、核磁共振、冷冻电镜等实验技术的发展使得蛋白质的三级结构数据飞速增长。但是,如何基于蛋白质的三级结够预测其功能性构象运动,并识别出与功能性运动相关的关键残基是诸多学者关注的重要问题,许多相关的理论模型被相继提出。弹性网络模型（ENM）方法已被证明是一种简单有效研究蛋白质构象运动的理论方法。我们研究组通过引入与蛋白质功能性运动直接相关的分子内坐标,建立了基于分子内坐标的ENM方法,取得了良好的分析效果。本论文将基于分子内坐标的ENM方法与线性微扰理论相结合来识别蛋白质功能运动中的关键残基位点,我们选取了人类DNA聚合酶β与海沼甲烷球菌伴侣蛋白进行计算,所得到的结果与实验数据能够很好吻合,可以很好地解释蛋白质功能性运动过程中关键残基所起到的关键作用。进而选取了不同的分子内坐标进行计算,讨论不同分子内坐标的选取对计算结果的影响,发现以集合坐标为分子内坐标,例如蛋白质结构的回转半径、结构域之间的距离、不同结构域所成角度、催化袋的体积等时,可得到十分相近的计算结果,预测得到的关键残位置基本一致。而以局部坐标为分子内坐标,如两残基之间距离、三个残基所成角度、某个残基均方涨落的波动等计算时,得到的关键残基往往分布在选取的局部坐标周围。此外,采用基于分子内坐标的ENM方法对幽门螺杆菌分泌的空泡化细胞毒素A进行了构象运动模式分析,获得了与其侵染宿主细胞功能相关的运动模式,这些构象运动与毒素蛋白六聚体侵染宿主细胞,插入脂质双层形成离子通道,离子通道的开放-闭合运动等功能密切相关。同时,通过线性微扰方法计算得出了与功能性运动相关的几组关键残基。我们的研究可以揭示蛋白质的功能机制,同时可以为药物设计提供潜在靶点。