嗜热蛋白由于其高温下的稳定性及其它特殊的功能一直是计算生物学和蛋白质工程领域中的一个研究热点。本文借助分子动力学模拟方法对极端嗜热蛋白Sso7d，Cren7，和Sto-RNase HI的结构与功能进行了深入的理论研究。论文内容主要包括以下三个部分：1.嗜热蛋白Sso7d对DNA热稳定性和构象变化影响的分子动力学模拟研究嗜热蛋白Sso7d是硫磺矿硫化叶菌（Sulfolobus solfataricus）内的一种DNA结合蛋白。研究表明，在古菌所需的较高生长温度下，Sso7d有助于稳定DNA的双螺旋结构并促使DNA构型转变，但具体细节尚不清楚。本文以两个Sso7d-DNA复合物为研究对象，在四种温度（300，360，420和480K）下，运用分子动力学模拟方法研究了Sso7d蛋白对DNA分子热稳定性及构象变化的影响。结果表明，在一定的温度范围内，Sso7d蛋白有助于稳定DNA双螺旋结构，但会使得DNA构型由B型转变为A型，促使构型转变的主要原因是温度升高使得单个的脱氧核糖发生了构型变化。基于300和360K的动力学轨迹，我们采用MM-PBSA方法分别计算了两个Sso7d-DNA复合物的结合自由能。结果表明，（1）Sso7d与DNA的结合主要体现在Sso7d蛋白与磷酸骨架的作用，Sso7d属于非特异性的DNA结合蛋白；（2）Lys7，Lys9，Lys22，Trp24，Val26，Met29和Arg43对Sso7d-DNA的结合非常重要，这个结论与实验研究报道是一致的。本文的研究工作将有助于加深对Sso7d蛋白质功能的认识。2.嗜热蛋白Cren7与DNA相互作用的分子动力学模拟研究（1）嗜热蛋白Cren7对DNA热稳定性和构象变化影响的分子动力学模拟研究嗜热蛋白Cren7是泉古菌（crenarchaea）内的一种高度保守的DNA结合蛋白，在基因包装与基因调控中扮演着重要作用。研究表明，在古菌所需的较高生长温度下，Cren7有助于稳定DNA的双螺旋结构并促使DNA构型转变，但具体细节尚不清楚。本文以两个Cren7-DNA复合物为研究对象，在四种温度（300，350，400和450K）下，运用分子动力学模拟方法研究了Cren7蛋白对DNA分子热稳定性及构象变化的影响。结果表明，在一定的温度范围内，Cren7蛋白有助于稳定DNA双螺旋结构，但会使得DNA构型由B型转变A型，促使构型转变的主要原因是温度升高使得单个的脱氧核糖发生了构型变化。基于300和350K的动力学轨迹，我们采用MM-PBSA方法分别计算了两个Cren7-DNA复合物的结合自由能。结果表明，（1）3LWH和3LWI两个复合物中Cren7与DNA的结合力都随着温度的升高而增大，这种趋势与Sul7-DNA复合物中蛋白与DNA结合力的变化一致（；2）Cren7与DNA的结合主要体现在Cren7蛋白与磷酸骨架的作用，Cren7属于非特异性的DNA结合蛋白；（3）Lys24，Trp26，Leu28，Pro30，Lys31，Arg51，和Lys53对Cren7-DNA的结合极为重要，这个结论与实验研究报道是一致的。本文的研究工作将有助于加深对Cren7蛋白质功能的认识。（2）残基突变对嗜热蛋白Cren7与DNA结合影响的分子动力学模拟研究实验研究表明，W26A、L28A、和K53A突变影响嗜热蛋白Cren7与dsDNA的结合，但具体细节尚不清楚。我们采用MM-PBSA方法分别计算了野生型Cren7及W26A，L28A，K53A突变体与dsDNA的结合自由能。与野生型Cren7相比，W26A，L28A，K53A突变体与dsDNA的结合自由能减小，引起自由能变化的主要原因是突变残基的侧链与dsDNA相互作用能变小。3.嗜热蛋白Sto-RNase HI C端对其结构与稳定性影响的分子动力学模拟研究嗜热蛋白Sto-RNase HI C端（G144-T149）在维持其热稳定性中起着重要的作用，但是C端删除对其热稳定性及去折叠性质有何影响尚不清楚。本文以Sto-RNase HI及其变体ΔC6Sto-RNase HI为研究对象，在四种温度（300，375，475，和500K）下，采用分子动力学模拟方法研究了它们的热稳定性和去折叠性质。结果表明，ΔC6Sto-RNase HI比Sto-RNase HI具有更大的柔性，C端删除减弱了Sto-RNase HI的热稳定性；Sto-RNase HI和ΔC6Sto-RNase HI去折叠的路径不同，突变体比野生型蛋白去折叠更快，C端在维持蛋白的稳定性中起着重要作用。