计算机科学技术的进步，为多个学科发展提供了无限可能。在生物、化学、物理等多个领域中，分子动力学模拟技术随着计算机计算能力的飞速发展，展现出愈发强大的能力。借助分子动力学模拟技术，我们一方面能够在分子层面观察到蛋白结构变化的动态过程，另一方面，利用这一技术我们也能够更清晰的了解相关反应中的能量信息。而这些信息恰恰都是传统蛋白晶体学研究中很难获取的。本文中我们利用分子动力学模拟技术对几个重要蛋白的作用机制进行了深入研究，主要包括以下几个部分：1.磷霉素对磷霉素抑制激酶FomA的诱导机制研究随着人们对由多重耐药细菌引起的复杂感染治疗手段的研究，细菌体内负责帮助其获得磷霉素耐药性的磷霉素抑制激酶FomA受到越来越多的关注。在本次研究中，我们通过利用分子对接以及分子动力学模拟技术，展示了磷霉素诱导FomA构象变化的过程。研究中详尽展示了关键催化残基（Lys18，His58和Thr210）在酶-底物复合结构形成中所扮演的角色，并且阐明了残基Gly53，Gly54，Ile61及Leu75等在稳定底物过程中所扮演的辅助角色。此外，我们首次在该酶中观察到了残基Arg62和Trp207之间的阳离子-π相互作用，并推测其在酶构象变化的过程中起到了关键性的作用。本研究通过对FomA·ATP·镁·磷霉素复合结构形成过程的展示与深入分析，为今后新抗生素的研发以及磷霉素的改进提供了基础。2.尿素结合与K166R突变对TlpB的稳定作用机制研究化学感应器TlpB对于幽门螺杆菌在宿主的胃部存活起到至关重要的作用，这种感应器被证实与幽门螺杆菌对pH的感知功能相关。已有的研究中发现，尿素分子对于TlpB的pH感知功能是至关重要，其主要通过与TlpB的PAS区域进行结合的方式来影响TlpB的pH感知功能。此外，TlpB蛋白的K166R突变也被证实与尿素一样可影响TlpB的pH感知功能。尽管X-射线晶体结构实验对尿素-TlpB复合物结构进行了比较充分的研究，但对于尿素结合以及K166R突变稳定TlpB的机制仍有待进一步阐明。本研究采用分子动力学模拟结合主成份分析的方法，对尿素稳定TlpB的分子机制进行深入的探讨。研究发现残基Asp114周围所形成的氢键与盐桥对于稳定尿素分子来说至关重要。并且进一步的研究发现，尿素的结合以及K166R突变均能诱导这些氢键与盐桥的形成。此外，利用计算机模拟技术子啊分子层面上对尿素结合与K166R突变的异同点进行了详细的阐述。本文得到的结果可以为后续TlpB的研究工作提供重要支持。3. CYP2C9酶与华法林结合模型的立体选择性研究细胞色素P450(CYP)2C9是细胞色素第二亚家族中的重要成员，能够催化多种临床药物.目前研究虽然证实CYP2C9在对华法林的羟化代谢中呈现出立体选择性：即只代谢S-型华法林却对R-型无催化活性，但是已有晶体结构中不仅未能得到CYP2C9酶与S-型华法林合理的结合模式，也未能解释呈现这一立体选择性的原因.本文通过分子对接、分子动力学模拟、通道分析以及结合自由能计算，在发现原晶体结构中的结合模式为“亚稳态”的同时，提出了CYP2C9与S-型华法林结合的可催化模式；并进一步通过比较CYP2C9与S-型华法林和R-型华法林结合的异同，确定了在结合过程中起到重要作用的锚定氨基酸残基，尤其是位于活性位点区域的苯丙氨酸簇，在结合过程中这些残基通过芳香环的移动对稳定底物的结合模式起到至关重要的作用，阐明了该酶呈现相关底物选择性的原因.本文涉及的有关CYP2C9与底物对接模式以及立体选择性的研究，不仅有助于在分子层面上理解特异性底物与酶的结合特点，更为潜在的药物设计提供了合理可信的理论依据.