本论文的第一个研究是关于最简化的跨线粒体内膜钙离子转运体N末端的结构功能研究。钙离子作为信号分子在生命活动中发挥重要作用，在能量代谢、神经肌肉兴奋、组织发育、细胞死亡等过程中起着调节作用。钙离子跨膜转运是个动态平衡过程，线粒体是维持钙离子稳态的重要细胞器。在后生动物中，线粒体钙离子运输是通过线粒体钙离子转运蛋白复合体实现的。除了必需的通道形成亚单位MCU外，另一跨膜蛋白EMRE也是必需的，同时受到调节亚单位MICU1和MICU2的调控，已报道的结构研究包括线虫源MCU的跨膜区与C末端，人源MCU的N末端，但是，线粒体内的钙离子转运机理还不完全清楚。　　Dictyostelium discoideum通过系统生物学的研究发现其具有最简化的线粒体钙离子转运单元，包含通道形成亚单位DdMCU和可能的调节亚单位MICU1，但是EMRE以及MICU1对于其实现功能并不是必需的。研究发现，将DdMCU重建到不含MCU的酿酒酵母中，酿酒酵母能够实现线粒体钙离子转运的功能，因此DdMCU成为研究钙离子转运的最简模型。通过序列比对我们发现DdMCU的跨膜区和人源以及线虫源的序列相似度较高，推测它们具有相似的功能，而N端区域相似度低，所以我们推测DdMCU-NTD对于解释这些物种间的线粒体钙离子转运差异具有重要意义。我们发现在溶液状态，DdMCU-NTD多数呈五聚的寡聚化状态。我们解析了DdMCU-NTD的晶体结构，晶体结构显示不对称单元内存在两种接触界面，一是来自不同亚基的Q38和Y111以及S85和S85形成的反式平行界面，通过凝胶层析以及多角度光散射发现Q38A突变和S85A/S87A突变对于其聚集状态并无影响，可能这种作用是由于晶格堆积或者由另外的相互作用造成。二是D60和N93、E74和K66、E72和N76形成的顺式平行界面。我们通过凝胶层析以及多角度光散射发现这些突变D60A-N93A、E74A、E72A都促使其向单体化状态发展，这些位点在维系DdMCU-NTD寡聚化过程中发挥作用，进而调节DdMCU的功能;另外，钙离子也促使DdMCU-NTD向解离方向发展。这些发现为DdMCU-NTD调节线粒体钙离子转运的分子机制提供了线索。　　另外一个研究是关于甲型流感病毒的M2通道。甲型流感病毒可引起季节性和全球性的流感，流行性感冒是可致残致死的传染病。M2，是流感病毒的一种重要组分，在膜内形成高选择性质子通道，从而在病毒侵入过程中平衡病毒包膜内外的pH以及在病毒成熟过程中平衡被感染细胞反面内质网膜内外的pH。M2对于病毒的高效复制是必需的，金刚烷胺和金刚烷乙胺是最早被批准使用的一类靶向M2质子通道的药物，因此金刚烷胺类的化合物曾经是广泛使用的抗流感药物。但是，由于抗药病毒株的出现，此类药物对于多数病例已经不再有效。M2单个氨基酸在26、27、30、31和34位置上的替换形成病毒的抗药性，S31N、V27A和L26F是主要的突变，以S31N最为常见，并且尚无有效的靶向药物，没有有效的抑制剂。因此，对甲型流感病毒质子通道及其与抑制剂的结构研究将为新抗病毒药物设计提供思路。　　本研究针对M2突变导致药物抗性形成的重大问题，合成了一系列新化合物，这些化合物主要是利用金刚烷乙胺为骨架，通过进行必要的修饰，希望能对突变的通道重新产生抑制作用，目前的突变体针对的是流行的S31N突变体。研究选择了四个构建包括嵌合体AM2-BM2-Chimera-WT和突变体AM2-BM2-Chimera-S31N，以及自然序列的AM2通道的野生型WT和突变体S31N，我们将其命名为NDM2-WT和NDM2-S31N。我们通过空斑抑制实验以及脂质体功能实验筛选了几十种新的化合物，最终通过脂质体功能实验发现C109同AM2-BM2-Chimera-S31N突变通道具有相互作用，并可能具有较金刚烷乙胺更强的抑制活性。我们通过核磁滴定的方法对通道在去垢剂胶束(DHPC，DPC)以及Bicelle中进行了系统的研究，通过不同的构建（AM2-BM2-Chimera-S31N和NDM2-S31N）确证C109同突变体S31N通道具有相互作用，并有望成为合适的抑制剂。