研究背景:蛋白质的结构稳定性对其功能的正常行使具有重大意义。肌动蛋白（Actin）作为真核生物中最丰富的蛋白质之一,在生命活动中扮演着重要的角色。肌动蛋白是细肌丝的主要组成部分,肌动蛋白的成核过程及过程中的低聚体结构,对研究骨骼肌力学特性的生物基础具有重要意义。研究表明在肌动蛋白形成三聚体或以上的低聚体后,肌纤维才开始快速生长,但肌动蛋白的成核尺寸尚存在争议,成核过程的原子细节也并不清楚。同时,肌动蛋白也是细胞骨架的主要成分,最近研究发现,破坏癌细胞肌动蛋白形成的细胞骨架,可以有效延缓癌细胞迁移,但是背后的分子机制尚不清晰。分析肌动蛋白成核过程,及过程中形成的不同低聚体的构象稳定性,对解析肌动蛋白力学特性的结构基础具有重要意义,也为新型的癌症治疗手段研发提供参考。此外,另一种蛋白质β-淀粉样蛋白（amyloid-β,Aβ）,其自组装与阿尔兹海默病的发病机制密切相关。目前Aβ自组装的过程尚不清楚,一些抑制剂（如富勒醇）与Aβ作用机理也不明确。探究Aβ低聚体的结构稳定性及其影响因素,对阐明Aβ病理性聚集的分子机制和新型抗淀粉样抑制剂的研发,具有重要意义。研究方法:本文采用全原子分子动力学模拟进行了三个研究。一:肌动蛋白成核过程中不同体系的稳定性研究。二:富勒醇分子(C60（OH）20)对肌动蛋白三聚体稳定性的影响。三:富勒烯(C60)和富勒醇分子(C60和C60（OH）6/C60（OH）12)对Aβ40/42三聚体稳定性的影响。所有研究的模拟和分析均使用GROMACS软件以及自己编写的程序。研究结果:（1）肌动蛋白三聚体的RMSD要比肌动蛋白二聚体的更平滑,波动更小。通过三个体系RMSF的计算表明,肌动蛋白三聚体150-200号残基以及250-300号残基的刚性要比二聚体高。三聚体中的D-loop序列也要比二聚体中的稳定。此外,通过DSSP计算,结果表明肌动蛋白三聚体的45-50号残基序列较其二聚体和单体的这一序列在模拟前后变化更少,这足以说明三聚体的D-loop区域比二聚体和单体的更加稳定。随后我们计算了三个体系每个氨基酸的SASA,但是结果表明三个体系的SASA变化不大,这说明SASA对三个体系稳定性的贡献不大。（2）C60（OH）20可以很快的与肌动蛋白三聚体相结合,但是通过其RMSD、RMSF、DSSP和SASA的计算表明:C60（OH）20的结合对肌动蛋白三聚体的稳定性几乎没有影响。之后我们推测,可能是C60（OH）20的结合位点位于肌动蛋白三聚体中亚基与亚基的结合位点上,从而影响肌动蛋白纤维的生成。（3）C60、C60（OH）6和C60（OH）12对Aβ42和Aβ40三聚体的稳定性影响不大,但是在与Aβ42三聚体结合时表现出不同的结合动力学、结合位点和相互作用。C60携带的羟基数量的增加导致了更慢的结合动力学和更弱的结合强度。结合自由能分析表明,C60/C60（OH）6分子主要结合c端的31-41号残基,而C60（OH）12倾向于结合n端的4-14号残基。疏水相互作用在Aβ与三种纳米粒子的相互作用中起着关键作用。随着C60携带更多羟基,π-stacking相互作用减弱。此外,C60（OH）6分子具有高亲和力,可与蛋白质主链形成氢键。另外,C60/C60（OH）6/C60（OH）12与Aβ40三聚体的结合行为与Aβ42相似。此工作提供了富勒烯和富勒醇结合Aβ低聚体的详细分子机制,并有助于理解潜在的抑制机制。研究结论:（1）肌动蛋白三聚体比肌动蛋白二聚体构象更加稳定。（2）C60（OH）20的结合对肌动蛋白稳定性没有影响。（3）C60、C60（OH）6可以破坏Aβ42、Aβ40三聚体的稳定性,C60（OH）12对Aβ42、Aβ40三聚体的稳定性影响不大。C60（OH）6分子容易与Aβ主链形成氢键,是一种高效的抑制剂。