本文阐述了α/β水解酶和细胞色素 P450(CYP)家族的分类、结构和功能信息、蛋白柔性对其功能发挥的关键作用、蛋白质和小分子相互识别过程、研究蛋白质和小分子相互作用的理论计算方法原理。在此基础上，我们通过理论计算方法对里氏木霉Trichoderma reesei（Tr）角质酶和底物、禾谷镰刀菌 Fusarium graminearum（Fg） CYP51B蛋白和抑制剂分子的相互作用以及发现其新型抑制剂展开了研究。　　本研究主要内容包括：⑴新型Tr角质酶具有不同于角质酶家族典型成员的两个特性：具有类似于脂肪酶的包围活性位点的“盖子”结构；发挥最适催化活性的pH条件为酸性。Tr角质酶的“盖子”结构的功能目前还尚不清楚，因此专注于研究 Tr角质酶的结构特性与活性特性间的相关性，旨在开发角质酶用于新工艺过程。运用分子对接和分子动力学模拟方法研究了底物分子在不同 pH条件下结合 Tr角质酶引起的构象变化差异。通过分子对接程序产生的酶-底物最优结合模式构建了在酸性和碱性条件下的6个模拟体系，分别为“闭合-自由态”，“打开-自由态”和“打开-结合态”（closed-apo，open-apo和 open-holo）。应用分子动力学模拟方法研究了“盖子”结构处于“关闭”和“打开”状态的 Tr角质酶在不同 pH条件下的结构动力学特征。结果表明 pH条件影响 Tr角质酶“闭合”状态的“盖子”结构的运动行为以及酶-底物复合体构象的稳定性。“盖子”结构更容易在酸性 pH条件下开启；底物长链甘油三酯结合在 Tr角质酶活性口袋的复合体构象在低 pH条件下比在高 pH条件下更稳定。氨基酸 Ile51-Asp223和 Asp49-Ile225间的氢键相互作用是维持“盖子”结构处于“闭合”状态的重要结构因素，pH条件对“盖子”区域的螺旋α2结构和核心结构Cys212-Leu232区域之间相对运动的影响可能间接影响酶水解底物的活性。研究获得的Tr角质酶结构和动力学的详细信息有利于酸性角质酶的合理设计。⑵禾谷镰刀菌是小麦赤霉病的主要致病菌，三氮唑类杀菌剂可以防治小麦赤霉病，其作用靶标为甾醇生物合成途径中的CYP51。本论文第四章结合理论计算预测和实验验证方法探索唑类抑制剂与靶标 FgCYP51B的相互作用及其可能的作用机理，并以此为基础进行新型抑制剂的虚拟筛选研究。我们首先通过同源模建构建了目标蛋白的三维结构；然后进行了分子对接和分子动力学模拟，得到五个抑制剂丙环唑 Propiconazole（PRP）、烯唑醇Diniconazole（DIN）、戊唑醇 Tebuconazole（TEC）、三唑醇 Triadimenol（TRL）和三唑酮 Triadimefon（TRN）与 FgCYP51B的最优结合模式以及探讨了其相互作用，三维、二维相互作用模式表明五个抑制剂结合在活性口袋的空间摆放一致，与之相互作用的氨基酸存在差异。根据分子力学-广义波恩和广义泊松表面积方法（MM-GB/PBSA）的结合自由能计算结果和分子对接打分结果可知，抑制剂 PRP和TEC与酶的结合亲和力显著优于抑制剂 TRN、TRL和 DIN。通过各残基能量分解的分析结果识别出对抑制剂结合到 FgCYP51B蛋白贡献较大的关键氨基酸残基，主要包括 Phe511，Val136，Ile374，Ala308，Ser312和 Tyr137。最后经过生物学活性实验测定5个三氮唑类抑制剂 PRP、TEC、DIN、TRL和 TRN的 IC50值分别分别为0.024、0.047、0.148、0.154和0.474 mg/L，这5个小分子均表现出对 FgCYP51B蛋白的潜在的抑制作用。由于耐药性的发生以及这些药物抗真菌活性不足导致其用途受限，因此为了发现潜在的具有新颖骨架结构的抑制剂分子，我们基于构建的蛋白结构模型进行虚拟筛选研究，通过多种方法筛选综合评估化合物，最终得到6个候选化合物，其生物学活性还有待进一步检测。