在生物体中,蛋白质是必不可少的生命物质,在所有的生命过程中起着重要的作用。肌红蛋白（Mb）在生物体中担负着重要的储存氧和促进氧在细胞中扩散的生理功能。Mb一直被作为研究蛋白质配体结合和构象改变的模型蛋白。蛋白质与金属离子的结合是化学研究领域中很重要的一个课题。金属离子通过与蛋白质的作用来稳定或改变蛋白质的结构、构象,从而控制或影响蛋白质的功能。本论文以紫外吸收光谱、荧光光谱和圆二色谱（CD）的分析方法研究了Mb及其突变体D44K、D60K与Cu2+、Fe3+相互作用。1.在模拟生理条件下,利用荧光光谱法研究了Mb与Cu2+在298、310、320和328K时的相互作用。采用Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk双倒数方程对数据进行处理,并利用热力学公式推导出相互作用力。研究发现,Cu2+对Mb内源荧光的猝灭符合静态猝灭机理,二者之间生成了不发荧光的复合物是导致荧光猝灭的主要原因;Mb与Cu2+之间的作用力以静电作用力为主。依据F?rster非辐射能量转移理论确定了Mb与Cu2+的结合距离为2.56nm。通过紫外吸收、同步荧光和CD技术,研究了二者作用前后,蛋白质中的色氨酸残基的微环境和蛋白质的二级结构的改变。结果发现:蛋白质在反应前后,色氨酸残基所处的微环境疏水性发生了改变,表现在环境的极性增强,疏水性减弱。蛋白质二级结构中的α-螺旋的含量由64.0%下降到61.8%。2.在模拟生理条件下,利用光谱法研究了Mb与Fe3+的相互作用。用Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk双倒数方程对不同温度（289、298和310K）的数据进行处理,结果表明,Fe3+对Mb的猝灭机制为静态猝灭;热力学常数表明静电作用力为主要作用力,但疏水作用不可忽略。Mb与Fe3+结合距离为3.18nm。同步荧光光谱显示,加入Fe3+后,Mb中的色氨酸所处的环境极性增强而疏水性降低;CD数据显示Mb中α-螺旋结构的含量由64.4%下降到62.0 %。3.采用荧光、同步荧光和圆二色光谱法研究Mb（D44K）和Mb（D60K）与Cu2+、Fe3+的相互作用。利用荧光光谱法研究了不同温度下金属离子对两种Mb突变体的猝灭情况,采用Stern-Volmer方程、Lineweaver-Burk双倒数方程和双对数方程对数据进行处理,获取了猝灭机制、结合常数和结合位点数。并利用热力学公式推导了相互作用的热力学常数及主要作用力类型。根据F?rster非辐射能量转移理论计算了结合距离。同时,采用同步荧光和CD光谱技术研究了Cu2+、Fe3+对两种Mb突变体构象的影响。与野生型肌红蛋白的实验数据比较,得知Mb表面氨基酸突变后,Mb的空间结构发生了变化。