细胞粘附在许多重要的病理、生理过程，如炎症级联反应、肿瘤转移或者淋巴细胞归巢中起着重要作用。作为粘附分子“选择素”家族成员之一，P-选择素(P-selectin)与其配体——P-选择素糖蛋白配体-1(P-selectin glycoprotein ligand-1，PSGL-1)-相互作用是介导细胞粘附的一对重要受体-配体分子系统。P-选择素的结构组成包括：一个N-末端钙型凝集素功能区(Lec)，一个类上皮生长因子功能区(EGF)，九个起粘附补体蛋白作用的重复序列(CRs)，一个跨膜区(TM)和一个胞内区(Cyto)。PSGL-1是目前发现与P-选择素特异性相互作用亲和性最高的配体。通过跨膜端半胱氨酸形成的二硫键，生理环境中的PSGL-1以同源二聚体形式存在。其单体结构的胞外部分由16个十肽缩氨酸以及处于N-末端的抗原决定簇组成。本文主要研究了以下两个问题：　　 ㈠外界物理因素如何影响P-选择素/PSGL-1二维反应动力学和力作用下的解离。在血流动力学环境中，介导血流中白细胞在血管内皮细胞上拖尾与滚动的选择素/配体相互作用的反应动力学受外界物理因素影响。虽然关于外力如何调控选择素/配体键解离的研究已经有系列报导，但是关于质量输运过程，即分子扩散，如何影响键的结合率与稳定性还不清楚。我们运用原子力显微镜实验技术，定量测量了接触时间、力加载率与接触速率对P-选择素/PSGL-1反应动力学与键强度的影响。实验结果表明，P-选择素/PSGL-1键强度fm随着接触时间的增加呈先上升后饱和的关系，粘附概率随分离速率的增加呈先上升后下降的趋势，键强度与力加载率的自然对数间表现出两条不同斜率直线段的关系，而键强度随着接触速率的增加则表现出先稳定不变后逐渐增加的“门槛”效应。该结果将为进一步认识外界物理因素如何影响受体-配体相互作用提供基础。　　 ㈡力作用下P-选择素/PSGL-1键解离的微观结构基础是什么。选择素/配体相互作用在炎症级联反应、肿瘤转移等过程中起重要作用。血流动力学环境中，选择素/配体分子键瞬间形成与解离的原子水平微观结构基础是什么，目前还不清楚。本文运用SMD(Steered Molecular Dynamics)方法进行了如下模拟预测工作：⑴对P-选择素Lec-EGF(P-LE)功能区结构进行了恒加载速率、恒力拉伸模拟。结果显示，不同恒加载速率拉伸的力-位移曲线均表现出双峰趋势，而不同恒力拉伸的位移-时间曲线均表现出转折、平台趋势。与拉伸过程中力或者位移曲线对应，P-LE的结构演化显示出其内部破坏主要源于EGF功能区中主要反平行β折叠间氢键断裂，以及Lec功能区中两个疏水腔的破坏。该结果将为进一步理解外力作用下P-选择素/配体键的解离提供基础。⑵预测了外力作用下三个不同选择素/配体复合物(P-LE/SGP-3，P-LE/sLeX，E-LE/sLeX)解离过程中分子内部破坏与分子间解离的关系。该工作在通过相似功能团组合新建立的不同糖单位与硫酸化酪氨酸经验势场基础上进行。模拟结果显示，外力作用下，复合物解离伴随着分子内部拉伸。P-LE/SGP-3复合物解离过程中，P-LE分子内部拉伸主要源于EGF功能区中两个反平行β折叠破坏，以及Lec-EGF两功能区之间氢键断裂，而配体糖单位岩藻糖(FUC)与钙离子Ca2+间相互作用的破坏则是三个复合物分子间解离的关键行为。力作用下复合物解离过程中的构象演化依赖于外力大小、外力加载速率快慢以及外力施加方向的变化。该部分工作将为进一步理解外力作用下选择素/配体相互作用的粘附功能、微观结构演化提供基础。