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对于血红素蛋白来说，蛋白质硝基化是一种重要且常见的翻译后修饰，用来调控蛋白质的结构与功能。肌红蛋白(Mb)是一种理想的蛋白质模型，常用来研究血红素蛋白结构与功能之间的关系。由于实验中有限的硝基化血红素蛋白结构信息，本文我们通过计算机分子模拟，研究了人Mb中连续硝基化Tyr103，Tyr146，Trp7和Trp14后结构的变化，来探究硝基化后Mb的分子动力学。我们以天然状态下的Mb为参照，详细地比较了硝基化后Mb的一些变化行为，比如：蛋白分子的运动，分子内部之间的相互作用以及内部空腔的变化等。研究表明，尽管通过硝基化Tyr103和Tyr146只会稍微改变蛋白血红素活性中心的局部构象，但进一步硝基化 Mb远端 A螺旋区域中的Trp7和Trp14，会导致蛋白内部空腔的巨大改变—形成了一个水分子通道，这表明连续硝基化会导致Mb处于一个未折叠的初始状态。本文意义在于，在原子水平上，利用计算机模拟来研究血红素蛋白硝基化后的构象变化，也为探究非天然状态下血红素的硝基化作用提供了信息，对理解血红素蛋白的结构与功能之间的关系有着重要的指导意义。 在构建功能性的人工金属蛋白时，蛋白质分子设计已被证明是一个强有力的工具。现在虽然有许多单活性中心的人工金属蛋白陆续被成功创造，但是基于同蛋白骨架构建双活性中心的人工金属酶还是很少报道。本文的研究是在血红素蛋白中的肌红蛋白（Mb）骨架上，巧妙地设计了两个活性中心，一个是Mb自身的血红素活性中心，另一个是通过氨基酸定点突变技术，把Mb中远离血红素中心的118位点的精氨酸突变成组氨酸（R118H Mb）或甲硫氨酸（R118M Mb）从而构建的一个铜结合位点。通过等温热量滴定（ITC）和电子顺磁共振波谱（EPR）的研究，我们证实，在单突变体R118H Mb中的三个组氨酸（H24/H118/H119）位置上可以结合一个铜离子，同样单突变体R118M Mb中的两个组氨酸与一个甲硫氨酸（H24/M118/H119）位置上也可以结合一个铜离子。再通过紫外 UV光谱动力学与 EPR波谱学的进一步研究，我们证明了血红素中心和构建的铜结合位点都具有亚硝酸还原酶催化活性。本研究为基于同蛋白骨架上合理设计双活性中心提出了一种新的方法，也为进一步探究血红素蛋白/非血红素蛋白的功能与结构之间的关系打下了基础。