H5N1病毒是一种高致病性禽流感病毒,具有传播性强、人感染后死亡率高等特点,已在全球范围内对人类的健康形成了威胁。其聚合酶对病毒的繁殖中起到了重要作用。聚合酶复合体捕获宿主细胞中的mRNA,被流感病毒聚合酶的内切酶切割,以用于病毒mRNA转录。如果内切活性缺失,病毒就不能在细胞内转录mRNA,从而阻止病毒的繁殖。因此研究流感病毒聚合酶的内切酶切割RNA的催化反应机理,可以从微观角度指导相关药物的研发,有着非常重要的理论和现实意义。本论文采用密度泛函方法和Hartree-Fock方法利用GaussianO3程序对H5N1病毒聚合酶的PAN亚基中的内切酶催化水解RNA链反应机理进行了研究。本论文的研究内容包括筛选计算方法和研究反应机理。计算获得了反应过程中各种反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型、频率及包括零点能矫正的能量信息。主要内容和结论概况如下：第一章,描述了H5N1病毒的危害及其内切酶对病毒在人体内繁殖所扮演的角色和可能的机理。在实验上已运用X射线测出内切酶的晶体数据,并由此推断出其可能的单金属反应机理。第二章,介绍了本文用到的B3LYP、HF方法及基组的理论基础；寻找过渡态的理论与方法；用于计算生物大体系的QM/MM方法。第三章,以X-射线晶体结构(PDB:3HW3)为基础,镁离子为中心,选取活性中心84个原子作为模型。采用不同的计算方法对此模型进行优化,优化后的模型与晶体数据比较筛选出精度最高准确度最佳的最佳优化计算方法——H-F法。再在每种方法的基础上对氢原子和重原子加上弥散函数,结果表明,加上弥散函数并不能明显提高计算的准确性,反而导致计算效率降低。第四章,本文根据X-射线晶体结构(PDB:3EBJ和3HW3)设计了含有单金属离子的模型A和模型B。模型A包含了一个简单的RNA链、一个起催化作用的镁离子、五个氨基酸残基和三个晶体水分子。模型B比模型A多一个配位水分子。基于这两个模型探索了3个可能的反应途径。每个反应途径均包含了三个关键步骤：(1)水分子上的一个质子转移到磷酸二酯的原子O(2)上,同时OH-作为亲核试剂进攻磷酸二酯上的P原子。(2)原子O(2)上的质子转到原子O(1)的一侧。(3)原子O(2)上的质子向原子O(1)转移的同时P-O(1)键断裂,3’羟基基团离去。寻找各个反应物、中间体、过渡态和产物,用HF/6-31G(d,p)方法进行优化和计算频率,以确定得到的结果为稳定构型。采用B3LYP/6-31G(d,p)方法计算单点能,通过分析势能面,对能量进行比较,以确定最佳反应路径。结果表明与镁配位的水分子做为亲核试剂的来源其反应能垒最低,说明二价的镁离子在水分子的质子转移的过程中起到了重要的催化作用。最佳反应途径(R1-TS11-INT11-TS21-INT21-TS31-P1)相对反应物的能量分别为0,110.40,91.58,143.02,102.04.110.82-12.96 kJ.mol-1.计算表明,三个反应途径的反应能分别为-12.96,-59.80,-30.95kJ.mol-1第五章,采用QM/MM方法在ONIOM(HF:UFF)水平上优化了H5N1病毒内切酶在进行催化水解RNA链前和结束时的两种构型,并计算其振动频率,得到IR光谱。