细胞蛋白内稳态对于细胞甚至整个生命体的生存至关重要,这需要蛋白折叠、降解和转运整个过程维持动态平衡,而这种蛋白稳态受到一种被称为分子伴侣的蛋白质家族的调控。分子伴侣作为蛋白动态平衡过程中的调控因子,能够在生理和刺激条件下,阻止蛋白聚集,促进蛋白正确折叠,以及调控适当的蛋白降解,然而这些研究绝大部分都是针对水溶性蛋白的,分子伴侣体系辅助膜蛋白折叠的机制目前研究甚少。本论文中,我们利用七次跨膜蛋白细菌视紫红质(BR)作为模型蛋白,研究了BR在表面活性剂DDM胶束中折叠时伴侣素GroEL-GroES的作用机制。同时,还对伴侣素GroEL-GroES介导的BR插膜及折叠过程进行了初步研究。在第二章的研究中,对模型蛋白BR进行了表达纯化,成功制备了大量的BR,为其后续的折叠研究奠定了物质基础;还制备了伴侣素GroEL及其辅分子伴侣GroES、GroEL单环突变体SR1等蛋白,为后续实验做了准备,这是本文进行研究的实验基础。在第三章中,以BR作为底物膜蛋白,基于视黄醛UV-Vis吸收光谱,研究了GroEL、GroES、ATP不同组合对变性BR折叠动力学的影响,并与GroEL单环变体SR1作用进行对比;基于UV-Vis吸收光谱,还研究了GroEL、GroES与ATP不同组合对折叠态BR结构的影响;基于吸收光谱或荧光光谱,研究了GroEL(SR1)、GroES、ATP对模型水溶性蛋白-增强绿色荧光蛋白(EGFP)-折叠动力学的影响;基于BR的本征荧光、利用快速停留技术(stop-flow),研究了GroEL、GroES、ATP对BR折叠动力学的影响。通过相关实验数据结果及分析,我们发现变性态BR与分子伴侣GroEL结合的亲和力高于天然态BR。单独GroEL对BR再折叠会产生显著的影响,但ATP的存在,对于同时提高GroEL介导BR折叠的速率和产率是必需的,相反,GroES存在对其折叠产量会产生不利的影响。最后,在第四章中,我们制备了大肠杆菌内膜反向囊泡,基于BR中视黄醛UV-Vis吸收光谱,研究了GroEL、GroES、ATP不同组合对变性BR插膜过程动力学的影响,并与GroEL突变体SR1的作用进行对比。我们发现GroEL-GroES还可以介导BR的插膜作用,然而,ATP和GroES之间的协同作用被证明不仅对于从GroEL上释放具有高亲和力的变性态BR所必需,而且还能够对错误折叠的蛋白进行解折叠,以迅速拯救陷入动力学陷阱的BR折叠中间体。这与观察到的使用完整的GroEL-GroES体系时BR插膜速率增强以及折叠速率最大化的结果一致。我们获得的结果支持以前针对可溶性蛋白质提出的GroEL-GroES作用的反复退火机制,其中GroEL可以进行BR的反复解折叠和释放,从而为BR再次及时正确折叠或插膜提供了机会。