许多不同序列的蛋白质或多肽链在病理性条件下会自组织形成淀粉样纤维聚集体，其组成结构主要是β-折叠。这些不溶于水的淀粉样纤维沉积在神经元细胞之间或表面上会引发一些神经性疾病，如帕金森氏症、朊病毒、老年痴呆症等。然而，蛋白质或多肽链自组装形成的这种有序纤维结构却有着良好的弹性和强度，可以与蛛丝相媲美。因此，研究蛋白质或多肽链的自组装机理对解决人类疾病和开发设计新型生物材料有着重要意义。在本论文课题研究中，我们采用分子动力学模拟技术研究了不同长度的带疏水侧链的聚丙氨酸多肽链（polyalanines）分别在纯水中和疏水表面上自组装的行为机制，其中疏水表面是由有机小分子HS-（CH₂）₁₁-CH₃自组织形成的单分子层（self-assembledmonolayer）。根据模拟得到的结果发现，在水溶液中，聚丙氨酸多肽链形成β结构的增长速度是以指数形式衰减的；而在疏水表面上，它们能够较快速地形成β结构，整个生长过程由两部分组成，每部分都是线形生长模式，即β结构的生长速度是保持恒定的。此外，我们研究了疏水表面对多肽链构象的影响，发现多肽链在疏水表面上呈现主链伸展、侧链排列有序的构象，这极大地降低了多肽链的构象熵，从而有利于β结构的形成。另一方面，疏水表面的存在使得多肽链的自组装行为由在三维溶液中转变为在二维表面上进行，增大了多肽链的有效浓度，加快了多肽链的聚集和β结构的形成速度。因此，疏水表面对聚丙氨酸多肽链自组装形成β结构的加速作用来源于多肽链有效浓度的增加和构象熵的减少。此外，β结构的生长速度也和肽链长度有关。在早期聚集过程中，β结构的生长速度随着链长的增加而增大；而在中期和后期的自组织过程中，β结构的生长速度却随着链长的增加而减小。我们的模拟结果有助于理解和揭示聚丙氨酸多肽链在疏水表面上的自组装行为和机制，并为设计和发展新型的生物纳米材料提供理论依据。