本文研究内容分两大部分。第一部分是有关致人体产生老年痴呆症的Aβ肽链在金属诱导下的误折叠及药物的调控机理探讨。通过对CQ及其衍生药物、金属离子和肽链、金属离子与药物、金属离子与肽链药物三者复合物的结构优化，对复合物中金属离子与药物、肽链之间的结合能计算及对复合物中铜离子上电荷的分析发现，Cu2+与药物或肽链结合后，Cu2+上的正电荷会大大减少并接近+1，并以稳定的Cu+离子的形式存在。金属离子和肽链之间的结合能数据显示，当肽链P10，P20，P22，P25和P27与金属离子Cu2+，Cu+，或Zn2+与其结合形成复合物的时候，结合强度最大的金属离子（M）是Cu2+，其次是Zn2+，最后是Cu+。在有药物（D）CQ、CQ-1、CQ-2或CQ-3的情况下，三种金属离对于同一种药物分子和同一种肽链结合比较显示，依然还是Cu2+最强，Zn2+次之，Cu+最后。同样，研究发现金属离子单独和药物分子CQ、CQ-1、CQ-2、CQ-3的结合强度也满足上述规律。加上肽链P以后，M-D的结合能在不同程度上有所减小，但是同一种药物对于金属离子的选择性结合规律没变，还是Cu2+优先，Zn2+次之，Cu+最后。最后，我们以复合物PM-CQ的结合能为比较的对象，对设计好的药物CQ-1,2,3进行评价。结果发现CQ-3效果最好，CQ-2次之，CQ-1最差。为了对药物的构效关系得到更细节上的认识，本文还对CQ-1,2,3的三种取代基-H，-CL，-NO2的电负性进行了分析，发现取代基的电负性越大药物的效果可能就越好。希望该工作的开展能为日后老年痴呆症(AD)的新药设计提供一个指导思路和探索方向。第二部分是有关温室气体如CO2等的吸附分离及吸附材料的模拟和预测问题。由于现代工业高速发展，大量的温室气体被排放到大气中，导致城市空气污染日益严重。在温室气体排放中，CO2无疑是一重要角色，因此如何将CO2与其他气体H2和N2分离开来就变得至关重要。近期Rosi课题组新合成的Zn-腺嘌呤多孔吸附的MOF材料被开发出来用于对混合气体的吸附。基于用DNA碱基（对）作为骨架构建新型金属有机骨架纳米吸附材料（MOFs）的刚性、自然的组装及氢键配对、多金属结合位点、生物可溶性等众多优点，本文用M062X/6-31+G*方法探讨了腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)及其碱基对(AT、GC)以及金属锌的复合物(AAA-Zn2+，AAT-Zn2+和GGC-Zn2+)对混合小分子H2、N2、CO2的吸附情况，系统研究了这些碱基（对）及复合物与H2、N2、CO2小分子之间的相互作用模式及吸附强度，预测了这些工业废气中常见的混合气体分子与碱基（对）及复合物可能的吸附位置。研究发现，CO2倾向于以氢键的形式结合到这些碱基（对）的氨基氢或亚氨基氢上，而N2和H2分子则倾向于结合到这些碱基（对）的平面电子上，以堆垛的形式存在。根据吸附强度大小，预测了由这些碱基为骨架合成的MOF吸附材料对这些小分子可能的选择性吸附顺序为：H2<N2<CO2，同时从理论的角度预测了以AT对结合金属Zn离子为节点的纯天然碱基对构成的MOF要比实验上已人工合成的AA碱基对与Zn离子结合的MOF具备更好的吸附和分离这些小分子的性能。该工作的开展将为实验工作者选择合成基于由碱基对结合金属锌为节点的复合物(AAA-Zn2+，AAT-Zn2+和GGC-Zn2+)为单元的MOF材料指明了方向。