研究蛋白质去折叠路径及其在外扰下的构象变化,对揭示其折叠途径和机理至关重要。其中,如何区分蛋白质的折叠/去折叠途径是完全的协同过程、还是包含早期事件的非协同过程一直是蛋白质科学研究中重要的科学难题。红外吸收光谱是分析溶液中蛋白质二级结构含量及其变化的有力手段,而二维相关红外分析不但对相互重叠的蛋白质振动峰具有很强的分辨力,而且对于微弱的结构变化也具有独特的敏感性,它的提出更为利用红外吸收光谱揭示溶液中蛋白质的构象变化提供了广阔的前景。本论文中,我们分别选择热去折叠机制尚存争议的模型蛋白——核糖核酸酶A(RNase A)和压力去折叠机制仍有争议的多功能蛋白——泛素(ubiquitin)为研究对象,对其在温度、压力诱导下的预相变过程存在与否以及相应过程中的二级结构变化及顺序等进行了详尽的研究。主要研究内容及结论如下:(1)首次利用样本-样本二维相关分析和化学计量学中的主成分分析法(PCA)观测到变温过程中位于45 oC的RNase A的预相变过程,该信息由传统的单频红外谱峰分析无法揭示;同时还利用波数-波数二维相关分析对预相变过程所包含的构象微弱变化进行了详细分析,揭示出热诱导RNase A的预相变过程主要涉及α2和β1的结构变化。这些结果显示了二维相关光谱与PCA相结合方法在揭示预相变过程中二级结构微弱变化方面的独特优势。(2)我们还对比研究了还原剂存在条件下RNase A的热诱导去折叠过程,结果表明该过程也存在早期事件;还原剂的参与使得预相变过程发生的温度提前,同步相关光谱切谱的定量比较表明早期事件所包含的结构变化相对于主相变过程极其微弱。(3)本研究还利用二维相关红外光谱和主成分分析相结合揭示了压力扰动下ubiquitin去折叠过程中早期的微弱二级结构变化,结果表明压力诱导下的早期事件及相转变行为与压力诱导的水分子的结构变化及蛋白质水合密切相关。