微管蛋白是植物细胞骨架微管的重要结构单元。它不仅参与细胞的有丝分裂、细胞壁构建、细胞内物质运输、气孔保卫细胞分化、信号转导以及植物向重性反应等许多生理活动,同时也是多种抗癌药物如秋水仙碱、长春花碱、紫杉醇等的作用靶点。在植物细胞中,微管列阵是处于高度动态的,其局部经历一系列的构象转变和折叠过程。因此,微管蛋白活性肽段的折叠正确与否直接关系到微管蛋白的解聚动态转化过程,进而对微管功能的实施产生至关重要的影响。硕士论文研究了微管蛋白在不同温度条件下（15 K、300 K、500 K、700 K）构象的转变过程和稳定性及其活性肽段的各种折叠模式。在此基础上,逐渐降温进行温控分子动力学模拟可以清晰地给出微管蛋白活性肽段Pep1-28从伸展的去折叠态到收缩的折叠态的折叠转变过程。我们发现明显折叠转变的温度约为550 K,其折叠和去折叠可逆机制为 U（>1200 K）（?）I1（1200-1000 K）（?）12（800 K）（?）13（600 K）（?）14（450 K）（?）F1（400 K）（?）F2（300 K）,其中U为去折叠态构象,I1、I2、I3和I4是折叠过程中的四个重要的中间态构象,F1和F2是两个结构相近的折叠态构象,可以看出,温控分子动力学还能清晰地给出活性肽段折叠过程中的重要中间态构象,这为我们理解其折叠转变机制提供了直接、可靠的证据。微管蛋白活性肽段仅具有二级螺旋结构,无明确的三级结构特征,且折叠转变过程不典型;而Trp-cage是最小的具有三级结构的模型多肽,构型明确典型,折叠速率较快,且与微管蛋白活性肽段错误折叠构型相似。基于温控分子动力学研究蛋白质折叠动力学的优势,并考虑溶剂水对其折叠过程的影响,模拟计算得到模型多肽Trp-cage的折叠形成过程共需九步:U（?）I1（?）12（?）I3（?）I4（?）F1（?）F2（?）MSOL（?）TS（?）FSOL;盐桥在此折叠转变过程中发挥的作用并不明显,这与实验结果相符合;溶剂水分子通过疏水作用诱导形成一个亚稳态（MsOL）和一个非天然态疏水核的过渡态（TS）结构,并引起肽链结构中疏水残基的相互作用,进而促进肽链结构疏水核的快速收缩和正确折叠,最后形成一个近天然态折叠构型（FsOL）。模型多肽Trp-cage折叠转变机制的揭示对理解微管蛋白相关结构域及其活性中心肽段错误折叠构型的转变形成机制具有重要的现实意义。通过比对野生天然态模型多肽Trp-cage及其突变体动态平衡后各自优势构象的结构稳定性参数,我们发现未突变的肽链结构可快速达到平衡,其优势构象非常稳定,且折叠构型与NMR晶体结构极其相近;而突变体W6G,L7G和P19G构象转换频繁且不同构象之间结构差异显著,优势构象的稳定性极差,尤其是W6G,其优势构象呈无规则卷曲状态;然而突变体N1G,L2G,Q5G,K8G,D9G,P12G和S20G优势构象相对比较稳定,且与NMR实验测得晶体结构差异较小;另外其他七个突变体Y3G,I4G,S13G,S14G,R16G,P17G和P18G优势构象稳定性的破坏程度尽管不如W6G,L7G和P19G严重,但各自的局部结构仍然受到一定程度的影响;这表明残基侧链间的疏水、氢键作用以及关键天然接触等稳定作用对肽链的结构稳定性至关重要。此外,发现盐桥在模型多肽结构中的稳定性非常高,不易破坏。通过与野生天然态Trp-cage体系平衡后的结构稳定性特征数据对比发现,残基点突变可导致疏水结构核心的倒塌解散;三级天然接触的消失;二级结构的解折叠以及天然氢键和盐桥的断裂等,而突变对蛋白稳定性的影响取决于所突变残基侧链的偏转朝向位置以及侧链基团的化学结构性质。这为我们认识和改造微管蛋白活性肽段这种错误折叠构型提供理论指导,同时也为进一步认识构象异常变化引起的生理功能改变等提供重要理论依据。