蛋白质内的质子/电子传递参与许多生物酶催化反应,甚至是许多酶催化反应的关键步骤或决速步,在许多生命活动中起到至关重要的作用。因此,研究酶催化过程中相关的质子/电子传递反应机理对于认识许多生物酶催化机理具有重要的帮助,也为探索生命活动的奥妙提供重要信息。甲胺脱氢酶（MADH）存在于革兰氏阴性菌Gram Negative Bacteria)和脱氮副球菌（parococcus denitrificans）中,能够催化氧化甲胺生成甲醛和氨,使此类菌在无氧的条件能将甲胺作为唯一的碳、氮和能量的来源。因此,研究MADH辅基的生物合成机理,学习生物怎样将胺类化合物作为能源,对人类拓展能源来源具有重要指导意义。MADH辅基色氨酸色氨酰苯醌（TTQ）的合成过程涉及到6个质子-电子对的传递反应,但是关于这6个质子-电子对传递反应的分子细节至今没有报道。因此,本文主要运用ONIOM计算方法,通过研究甲胺脱氢酶前体（Pre MADH）经过6电子传递反应生成甲胺脱氢酶辅基色氨酸色氨酰苯醌（TTQ）的质子/电子传递历程来开展工作,具体分为以下两个方面:（1）在PreMADH失去6电子氧化生成TTQ的过程中,可以分为三个独立的反应,这三个反应分别为Pre MADH中的βTrp OH57和βTrp108的两个吲哚环形成共价键连接在一起、在βTrp OH57的C6位置处插入一个OH以及将6,7-二羟基吲哚氧化成6,7-二酮吲哚（TTQ）。在这一反应中,每一步都失去两个电子并伴随着质子的转移。本文旨在利用ONIOM（B3LYP-D3/6-31+G（d,p）:PM6）的方法对Pre MADH中βTrp OH57和βTrp108氧化反应生成TTQ的三步反应单/双自由基历程进行计算分析。研究发现单自由基历程的决速步能垒小于双自由基历程决速步的能垒,更有利于甲胺利用基因（Mau G）催化Pre MADH生成MADH,合成TTQ。其中前两步双电子氧化反应中涉及到吲哚环上的C-H键断裂反应需要克服的能垒较高,反应速度较慢,需要时间较长,这与实验报道的结果一致。根据整个反应的势能分析,无论是经过单自由基历程还是双自由基历程,βTrp OH57的C6位点C-H断裂步是整个反应的决速步。在每一步双电子氧化过程中,Asp32和Asp76为靠近反应中心的两个氨基酸,它们起到临时质子受体的作用,在质子从活性中心向周围转移的过程中起着重要的作用;蛋白质内的水分子会临时搭建起质子传递桥,促进活性中心的质子传递到Asp32和Asp76,从而保证催化的有效进行。（2）为考察Trp199存在的情况下βTrpOH57和βTrp108交叉反应的电子密度的分布情况,以及相应的反应势能,从而验证Trp199在六电子转移过程中发挥着必不可少的电子传递功能。文中第三章利用DFT方法计算Trp199参与六电子转移的细节。结果表明Trp199参与下Pre MADH失去六电子氧化反应生成TTQ过程中,只有第一个双电子氧化的反应中在Trp199上有自旋密度分布,说明Trp199参与这个过程电子传递,并且Trp199被可逆的氧化成Trp199自由基,这也说明Trp199的质子化状态调控着Trp199参与TTQ合成过程中的6电子传递;而第二步和第三步两电子转移反应显示Trp199上没有单电子分布,可能不参与电子空穴共振反应。其中,第一步单电子转移过程中正向反应能垒为29.8Kcal/mol,是整个反应的决速步。研究发现,Trp199未参与反应时的决速步能垒小于Trp199参与反应时的决速步的能垒,说明在Trp199的参与下,反应更难进行。综上可知,Trp199在Pre MADH生成TTQ的六电子长程传递反应中发挥了重要的电子传递通道作用。为进一步研究蛋白质中电子传递提供了一些思路。