G蛋白偶联受体(G-Protein-Coupled Receptor, GPCR)是具有七个跨膜螺旋的蛋白受体超家族,其成员均为膜蛋白。由于膜蛋白位于脂双层膜上,晶体结构很难被解析,所以往往只能通过生物信息学手段开展有关GPCR的结构研究,如用同源模建(模板大多采用已被解析的牛视紫红质和细菌视紫红质结构)或从头预测手段构建GPCR的结构模型,然后使用分子动力学模拟和本质动力学分析等方法研究其结构动力学行为。但是,以往开展的几乎所有的GPCR类蛋白质模拟都是在水环境中进行的,这种模拟环境与真实生理环境有着本质的区别,这可能会导致模拟结果有所不同,同时也给生物学意义的解释增加了难度。本文选择GPCR家族成员人类化学趋化因子受体CCR5为研究对象,以最近解析的CCR5晶体结构为模板,构建了其完整结构模型。进一步,在构建CCR5-脂双层-溶剂模型的基础上,探索了CCR5在膜环境中进行分子动力学模拟的技术路线。最后,我们还比较了CCR5在膜上与水中进行模拟时动力学性质的差异。结果显示：与水环境下的模拟相比,在膜环境中CCR5的N-、C-末端及胞内外环区显示出更高的构象柔性、更大的溶剂可及面积、以及更大的可扩展体积,表明膜环境下CCR5结构的非膜接触区域具有更加丰富的构象多样性；同时,尽管在膜环境下CCR5的跨膜螺旋区发生了轻微“膨胀”,但是却表现出比水环境下更强的刚性。有意思的是,我们还发现与马拉维诺(MRV)发生结合的位点Sit2在膜环境中具有更强的刚性,这有利于结合口袋形状的维持,能使得CCR5与药物的结合更加稳定。以上结果说明CCR5的跨膜螺旋在膜环境中比在水环境中更为稳定,这可能是由跨膜区的疏水特征造成的。跨膜区与脂双层内部具有同样的非极性性质,二者之间的疏水相互作用有助于跨膜区的稳定。毋容置疑,CCR5在膜环境中动力学模拟所得到的结果比水环境中的更接近实际的生理状况,因此,基于膜环境的动力学数据所推测的生物学意义也会更有说服力。本文所建立膜环境中的分子动力学模拟方法为研究膜蛋白质的功能奠定了基础。