麦芽糖转运蛋白和谷氨酰胺结合蛋白是ABC转运蛋白家族中重要的成员和分子组成成分。前者能够利用ATP水解的能量进行麦芽糖底物的转运，后者是谷氨酰胺转运中不可缺少的成分。在进行底物转运时往往会伴随着一定的构象运动。同时，在构象运动中常常需要一些关键功能位点介导体系不同区域之间的信号传导。因此，如何从蛋白质分子天然结构中识别这些重要的功能位点，并研究其变构机制是许多理论和实验生物学家关心的重要问题。本论文针对以上问题，基于弹性网络模型和热力学循环方法，以ABC转运蛋白家族中的麦芽糖转运蛋白和谷氨酰胺结合蛋白为代表对其功能性位点和变构机制进行了研究。论文内容主要包括以下三个部分:　　(1)谷氨酰胺结合蛋白变构机制的研究　　谷氨酰胺结合蛋白是负责谷氨酰胺底物进行高效跨膜转运时的第一步。工作利用自适应各向异性网络模型的方法对谷氨酰胺结合蛋白从开口态到闭合态的变构过程进行了研究。结果如下:残基之间交叉相关性的计算显示谷氨酰胺结合蛋白在变构时大小结构域是耦合在一起的。方向角及关键残基之间距离的变化表明，变构运动过程整体上可以描述为一个占优势的闭合运动，期间伴随着一个扭转运动。扭转运动发生在起始阶段，并在变构的中间阶段最为明显。此外，结果显示，谷氨酰胺结合蛋白的天然拓扑结构在其变构时发挥了重要的作用。　　(2)麦芽糖转运蛋白关键变构位点的识别　　麦芽糖转运蛋白能够利用ATP水解的能量将底物麦芽糖分子从细胞周质侧转运到细胞质中以供机体使用。该工作利用基于弹性网络模型的热力学循环方法识别了该蛋白变构调控中的关键残基。结果显示，麦芽糖转运蛋白质体系中的关键残基主要分布于体系的以下区域:①位于MBP结合口袋处。②MBP不同结构域之间的铰链区。③MBP结合口袋对面的区域。④位于TMD的区域。⑤位于MBP和TMD界面的残基。⑥位于TMD门控通道及其附近的残基。⑦位于TMD和NBD界面处的残基。⑧ATP结合位点附近区域。该工作识别了麦芽糖转运蛋白中的关键残基，探讨了体系不同结构域之间的大尺度的协同运动，有助于理解其变构调控机理。　　(3)谷氨酰胺结合蛋白关键变构位点的识别　　谷氨酰胺结合蛋白能够在细胞周质侧捕获底物谷氨酰胺并传递给膜蛋白部分。该工作利用基于弹性网络模型的微扰方法，改进了弹簧的力常数设置，区分了共价和非共价相互作用，识别了该蛋白变构调控中的关键残基。谷氨酰胺结合蛋白中的关键残基主要分布于该体系的以下区域:①GlnBP结合口袋附近的残基。②大小结构域之间铰链区的残基。③前后门控通道及其附近的残基。④GlnBP表面的残基。另外发现区分弹簧力常数可以识别出距离结合部位较远的更多的关键残基，这可能是加强了分子内部的长程相互作用的原因。最后，以腺嘌呤核糖开关为例，讨论了不同类型生物大分子弹性网络模型的建网方式。该方法识别的这些关键残基提供了GlnBP功能的细节信息，同时有助于理解其变构调控机理。