电压门控钠离子通道控制着钠离子的跨膜内流,负责启动可兴奋细胞的动作电位。它在生物的心脏节律调节和神经信号传导中发挥着重要的作用。电压门控钠离子通道的基因突变可能会引发心血管系统和神经系统等方面的功能障碍。在电压门控钠离子通道激活时,跨膜电压的变化会引发VSD的构象变化,它随后会引发孔道结构域的开放并因此允许钠离子的流入。这一过程的原子级别的细节信息是研究者们关注的重点。本项工作中,我们分别在叠加力场和可极化的力场下,使用无偏分子动力学模拟对原核电压门控钠离子通道的电压感应结构域（VSD）的激活机制进行了研究。在可极化力场下,我们获得了原核电压门控钠离子通道VSD的部分激活过程。在激活过程中,跨膜螺旋S4相对于跨膜螺旋S1-S3发生向细胞外方向的移动,门控电荷依次与保守氨基酸残基和磷脂头部形成氢键或离子键,并伴随着跨膜螺旋S4的扭转。我们不仅观察到了VSD从静息状态到激活前状态的构象变化过程,而且还寻找到了VSD构象变化的反应路径,以及严格的估计了沿着反应路径的自由能变化曲线。在与使用叠加力场的对照组模拟结果进行了比较后,我们发现在不考虑静电极化效应的情况下,电压门控钠离子通道VSD的激活热力学过程不能够被准确的描述。除此之外,我们依次使用基于小波变换的曲线聚类（WTCC）和时间间隔独立成分分析两种方法分析VSD激活过程的模拟后获得了合适的慢运动模式,其构建出的马尔科夫状态模型可以较好的描述激活过程的热力学信息,并且该方法所需的计算资源远小于严格的自由能计算。