聚集在神经细胞中的蛋白质会导致包括老年痴呆、帕金森症以及疯牛病在内的超过20种神经退行性疾病。引起人们特别关注的是哪些疾病和哪些特定蛋白质有关,这些蛋白质的结构是怎么样的?蛋白质的结构是怎么样影响器官的功能?目前人们也发现和淀粉样疾病无关的蛋白质聚集也可以破坏细胞的功能。此外早期聚集的纤维前体比成熟的淀粉样纤维毒性更大,这种区别可能是由于纤维前体和细胞膜发生相互作用而损坏了细胞的功能。这引起人们对蛋白质早期聚集的关注,然而即使人们在实验上和理论上做了很多努力,能够了解到的早期聚集的情况还是很少。因此在原子层面上认识蛋白质聚集的过程对人们认识蛋白质的功能会很有帮助。蛋白质的聚集和很多疾病有关,而蛋白质聚集的中间态结构和其形成过程目前还不清楚。因为蛋白质聚集过程很复杂而且蛋白质纤维是不溶于水的,使人们在原子层面上探测其结构和形成具有一定难度。计算机模拟提供了一个有效的研究方法使得人们可以在纳米的空间尺度和纳秒至微秒的时间尺度探测蛋白质聚集初期的过程。目前人们特别关注一系列淀粉样疾病,这种疾病是由于蛋白质或多肽没有正常折叠或折叠后聚集在细胞组织上。淀粉结构在其着色后生物物理表现一个共性即高度的β折叠结构。本文用分子动力学模拟方法对人类胰岛淀粉样多肽20-29片段的早期聚集过程进行研究。人类胰岛淀粉样多肽(hIAPP)是由37个氨基酸组成的荷尔蒙蛋白,其聚集在胰脏外面的淀粉样纤维可以导致二型糖尿病。早期人们发现该蛋白的20-29片段对淀粉化起关键的作用。用快速傅立叶变换红外光谱(FTIR)实验和固态核磁共振观测到该片段淀粉样的多种结构:无纤维核溶液中观测到不对齐的(out-off-register)反平行的β折叠,在有纤维核溶液中观测到对齐的(in-register)平行和反平行的β折叠。为了认识这种多种结构的多样性,我们用隐含水的简化蛋白质模型的分子动力学方法对可溶性的人类胰岛淀粉样多肽20-29片段的平衡态结构进行模拟。本文做的模拟中先对人类胰岛淀粉样多肽20-29片段的单体做了四个模拟,每个模拟做了200ns,从而对我们的模拟平衡态进行检测和分析。然后对三聚体进行模拟,我们做了12个模拟共3.2μs,也是先对我们的模拟结果的平衡态进行分析,进而给出我们模拟中得到的在聚集初期的蛋白质结构和其构型的特征,再分析蛋白质聚集的相互作用力。对于三聚体,模拟中得到的该蛋白的大部分结构是无序结构,这和实验上观测到的蛋白质在聚集初期有相延迟过程是一致的。而且也发现疏水片段FGAIL的相互作用在β折叠的结构中起主要作用。结构中的反平行结构比平行结构的要多,表明该片段更倾向于形成反平行结构。有意思的是在我们的一个模拟中得到一个代表性的反平行结构和实验上在无纤维核溶液中观测到的结构一致。而在我们的结构中没有找到全平行的三聚体结构。说明了三聚体在聚集初期形成的只是包含部分的蛋白质结构,没有形成实验上观测到的所有结构,这可能是有限尺度效应影响了纤维的结构和形貌。