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随着后基因组时代的来临，生物学的研究重点已经从对基因的DNA序列及相关遗传信息的研究转移到对基因的功能研究上来。由于活细胞不断需要与周围环境进行物质交换，而细胞膜上的离子通道正是实现细胞内外物质交换的重要途径之一，只有弄清楚离子通道的结构和功能之间的相互关系，才能真正理解生命活动的基本过程。 离子通道是一种内在膜蛋白，要想弄清楚它的运作机制，必须要借助于多种研究手段——包括结构研究的方法和功能研究的方法，目前对离子通道的研究主要的技术有:利用X射线晶体衍射技术、液体核磁共振技术和冷冻电镜技术解读其结构特征，利用膜片钳电生理技术研究其功能特性。 在本文中我们采用了一种新兴的电生理记录手段——平面脂双层技术对几种特殊的离子通道的功能进行了研究和探索，包括大肠杆菌外膜孔道蛋白OmpG、A型流感病毒M2蛋白、内向整流型钾通道5.1的跨膜片段。其中，OmpG能够在大肠杆菌外膜上形成非特异性的孔道，由于它是以单聚体形式执行其生理功能的，因此对于制作生物传感器具有潜在的应用价值。我们对OmpG的门控关键位点之一H231进行了突变，降低了OmpG的自发性门控活动，使OmpG有望成为一个“安静的”生物传感器。A型流感病毒M2蛋白在A型流感病毒的感染过程中起到了关键性作用，我们从单分子水平对M2通道的野生型和磷酸化修饰的样品进行了功能研究，但是目前的实验结果并没有发现磷酸化对M2通道的生理活动有任何影响，后续的实验还有待商榷。而Kir5.1一直以来是一个被人忽略的离子通道，由于它在生理条件下缺乏上膜机制所以难以检测到它的活动，因此我们采用化学合成的方法获得了Kir5.1跨膜片段，并成功检测到了它的离子电流。 向日葵胰蛋白酶抑制剂SFTI-1是迄今为止所发现的最小的蛋白酶抑制剂，它的特点在于独特的环肽结构，在生物、医学和农业领域有着广泛的应用前景。因此，未来对于SFTI-1的量可能有着巨大的需求。然而目前从天然产物中提取或者通过大肠杆菌进行生物合成SFTI-1，其产量难以满足研究和应用的需要。我们通过化学合成手段获得了大量的SFTI-1，并运用液体核磁共振技术对其结构进行了研究，我们的实验证实了化学合成所得到的环肽与天然构象的环肽具有相似的结构特征，下一步还需要深入的研究。