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Ras是人类原癌基因，对它的研究已经有超过30年的历史。Ras基因有H-、K-和N-三种亚型，它们编码的Ras蛋白（也叫做P21蛋白）具有高度同源性，是小分子的GTP结合蛋白，通过偶联细胞表面受体，参与细胞信号转导，介导细胞的增殖、生长和发育。这种信号转导是通过与GTP或GDP的结合来激活的。与GTP结合后，Ras蛋白处于激活状态，可以识别各种效应因子;随后，GTP水解为GDP，Ras处于失活状态。通常，这两个过程需要两个蛋白的调控:GTP酶激活蛋白(GAP)和鸟苷交换因子(GEF)。现有的研究表明，有超过30％的癌症与ras基因的突变有关。在三种ras基因的亚型(H-、K-和N-)中，K-ras的突变最为常见，这种突变在蛋白质水平上多发生在N端的12、13和61位密码子。氨基酸的突变影响了蛋白质本身的GTP酶活性，同时阻碍了与GAP的结合，使Ras蛋白在活化状态长时间停留，持续激活信号通路，引发癌细胞的增殖。 目前，多种Ras蛋白（野生型和突变型）在活性或非活性状态的晶体结构已经被X-射线晶体衍射技术解析。但是，PDB数据库中公布的蛋白质结构均为静态结构，无法展现其生物学过程中的动态构象变化。因此，突变对Ras蛋白产生构象变化的机制仍然不清楚。本文采用分子动力学模拟技术结合主成份分析方法对K-Ras蛋白的常见的五种突变体（包括12、13和61位残基）进行研究，分析致癌突变体与野生型蛋白的动态构象差异。 通过计算野生型和突变型K-Ras分子全局结构域、P-loop区、与GNP作用的Switch1和Switch2区域的溶剂可及性表面积、范德华接触数量、氢键数量，Cα的均方根波动等属性，我们定量地阐述了由于突变产生的K-Ras分子的构象变化，探讨了突变致癌可能的分子机制;最后通过本质动力学分析方法分析野生型和突变型构象的差异。 本文的研究结果表明，突变体中，K-Ras与GAP在Switch2区域结合可能受到阻碍;在突变型蛋白中P-loop、Switch1和Switch2区域的蛋白质构象变化大;突变的氨基酸影响K-Ras的GTP酶活性。