蛋白质的转运必须要借助一个引导通道来完成,该引导通道称为易位子(Sec)。Sec辅助新生肽插入到膜中或分泌到膜外的过程,是所有生物细胞中普遍存在且必不可少的。真核细胞中的易位子是Sec61,该分子是一个由α,β和γ三个亚基组成的三聚体,Sec61α亚基是由10个跨膜(transmembrane,TM)螺旋构成的一个通道结构,其中TM2和TM7螺旋构成了一个侧门。在Sec61α通道中,如果新生肽是整合膜蛋白,则侧门打开,允许其通过侧门插入到膜中,否则侧门不打开,新生肽被分泌到膜外。在插入过程中,Sec61α通道结构的变化对新生肽的膜插入和维持膜的渗透性屏障至关重要。近些年来,虽然对Sec61α通道结构的研究已取得一些进展,但对Sec61α通道构象转变过程中,结构恢复能力,侧门、孔环、栓塞间的联动机制仍不清楚。阐明Sec61α通道辅助蛋白质插入膜过程的分子机制一直是生物化学领域的研究热点。由于实验手段所限,计算机模拟成为该领域研究的有力工具。此外,Sec61α辅助蛋白质进行膜插入过程需要很多相关分子共同完成,膜插入过程极其复杂,其时空尺度跨度很大,传统的全原子模拟不能达到此过程所需的时空尺度。因此,本文构建了Sec61α/膜/水的MARTINI粗粒模型,并对Sec61α通道结构变化进行了微秒级的分子动力学模拟,研究了Sec61α通道结构的恢复能力,以及侧门、孔环、栓塞的联动机制。结果表明,新生肽从侧门进入磷脂双层膜后,侧门能够迅速恢复到半关闭状态(此时,孔径约为7(?)),触发了孔环残基相应的位置变化,形成一个完美的环状结构,同时栓塞保持通道堵塞状态。该系列位置变化揭示了Sec61α通道具有很强的结构恢复能力,验证了实验结果的预测。侧门半关闭状态时,Sec61α通道结构在膜外侧形成了一个比在细胞质一侧更宽敞的通道口,理论上,这样的结构更有利于水分子渗透,但在模拟中未观察到水分子通过通道发生渗透现象。在2μs的粗粒模拟中,Sec61α通道侧门半关闭状态保持稳定,TM2和TM7螺旋间的角度变化与侧门的开放程度无关。对TM2和TM7螺旋施加弹性约束使侧门始终保持打开状态后,孔环结构不能恢复成完美的环状,但孔环残基I292仍处在通道中心,残基L449的位置向上移动约5(?),与残基I183和I292处在同一平面上,同时栓塞向孔环方向移动约2(?)。栓塞位置的变化,弥补了孔环结构不能成环的缺点,维持了在侧门打开时Sec61α通道的渗透性屏障作用。模拟还观察到了水分子渗透现象的发生。由于栓塞向孔环方向移动,与孔环共同堵塞了通道,水分子是通过打开的侧门沿着TM2螺旋渗透到膜的另一侧的。本模拟研究提出的水分子渗透过程的分子机制,填补了实验研究的空白。