表面活性素是一类由微生物代谢产生的脂肽类生物表面活性剂,在生物采油、环境修复、医疗卫生、食品以及化妆品等领域应用前景广阔。由于其结构特殊性,目前对溶液中表面活性素聚集体结构以及聚集行为的认识有限。本文以表面活性素分子为研究对象,主要采用了分子动力学模拟的方法进行了水溶液中表面活性素分子聚集体结构以及聚集行为等方面的研究,主要内容包括：采用分子动力学模拟方法研究具有不同尾链结构的n-C15和iso-C16非离子化表面活性素的预置胶束的形态和内部结构的差异。模拟结果发现尾链化学结构不同的两种胶束都呈球形态,尺寸也基本一致,两者的差异主要表现在胶束内部的基团分布上,iso-C16胶束内部中的烃链分布更加紧密些,此外,iso-C16的烃链末端的刚性较大,末端支链在一定程度上限制了烃链的摆动。研究了不同温度条件对于非离子化表面活性素胶束的结构和表面性质的影响,获得了胶束的总体尺寸和形状、溶剂接触表面积、半径方向上胶束的密度分布、烃链的构型、分子内／分子间氢键作用等信息。结果显示,温度对表面活性素胶束尺寸的影响较小,聚集数为25的胶束粒径大小为2.20±0.01nm；分子的肽环部分占据了胶束的绝大部分表面积,而肽环结构发生形变,很少采取马鞍构型；随着温度升高,胶束的表面积呈现略微下降的趋势,肽环趋于采取扁平的圆形结构,同时有部分表面活性素分子发生分子取向反转的现象；此外,胶束中的氢键稳定性也随温度升高而快速下降。研究了在不同温度下胶束的结合水与表面活性素的极性原子间的相互作用。统计了表面活性素胶束表面的结合水分子数目以及能与表面活性素形成氢键的水分子数目,以及表面活性素与水之间氢键寿命等动力学性质。结果显示,随着温度的升高,胶束外层的结合水分子数目下降,从277K的340.5±13.0个减少至343K的245.0±12.0个,表明胶束表面发生脱水现象,表面活性素与水分子之间平均氧键寿命呈现下降趋势,在277至343K温度范围内,氢键的活化能为5.35±0.11kJ mol-1。此外,在反离子(Na+, Ca2+)存在条件下,离子化的表面活性素预置球形胶束的形态发生变化,已偏离球体形态,呈现出非规则的聚集体形态结构；同时,表面活性素肽环与离子的结合度较高,离子环境对全电离的肽环构象影响非常大,肽环的马鞍构型消失,趋于扁平的圆形平面构型,在Na=离子环境中肽环张开程度更大；表面活性素周围结合水分子数目较非离子状态下增大,而且与水分子结合的更为牢固。史进一步,构建了表面活性素的粗粒化模型(CG模型),使用动力学模拟方法研究了表面活性素在水环境中的自聚集行为,表面活性素的浓度为1.50×104M,初始形态为表面活性素在溶液中随机分布,进行了300ns的分子动力学模拟并进行了动力学分析。结果显示表面活性素分子不断发生自聚集,同时伴随着聚集体的解离过程,溶液中始终存在游离的表面活性素的单体分子,自聚集体的尺寸较小,最大的自聚集体的聚集数仅为7个。通过实验方法以谷氨酸作为氘代氨基酸的研究对象,试验了酸催化的谷氨酸氘代反应,获得能引入到表面活性素分子中的氘代谷氨酸；对于酸性条件下氨基酸的氘代反应动力学进行了探索,建立了谷氨酸α位和γ位的氘代反应动力学方程,也确定了α位和γ位的反应活化能。