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铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)是一个同源二聚体金属酶，铜锌金属辅基和二聚体的蛋白结构对其发挥正常的功能十分必要。SOD1异常被认为是肌萎缩侧索硬化症(ALS)的潜在病因。目前学术界比较认可的一种ALS致病机理是:错误折叠的SOD1或是SOD1二聚体失稳分解成的单体最终形成了有毒聚集物，导致ALS病变。一些SOD1突变体相对于野生型SOD1更易于发生结构改变和分解，但是错误折叠的野生型SOD1也被发现存在于某些ALS患者脊髓组织中。因此建立研究SOD1结构稳定性的方法和寻找能够稳定SOD1结构、抑制其聚集的小分子配体十分重要。 常见的溶液中研究蛋白质空间构象及蛋白质与小分子相互作用的研究方法，只能提供混合物中的总体信息，很难对存在时间短，且处于动态转化的中间态蛋白和小分子构象进行相应的研究。而离子淌度-质谱这种新型联用技术除了具有简单快速、提供化学计量学信息和碰撞截面信息等优点外，还能够同时分析多种物质和蛋白中间态。因此离子淌度-质谱这种新型联用技术允许在不存在溶剂的情况下分析分子内的相互作用，理论上可以了解蛋白质的固有性质，为蛋白质折叠的基本原理提供与溶液中互补的信息。 本论文以野生型牛红细胞SOD1为模型，利用离子淌度质谱和离子淌度串联质谱的方法研究了不同溶液体系对SOD1构象的影响，以及SOD1二聚体在气相中的构型变化和分解过程。离子淌度质谱结果显示，中性醋酸铵缓冲溶液和温和的质谱条件可以保持SOD1二聚体的完整和紧凑的构型，二聚体在气相中被碰撞活化后构型会逐渐由紧凑变得伸展，同时伴随着分解。一共检测到三种构型的二聚体构型（紧凑构型、部分伸展构型、伸展构型）以及两种构型的单体（紧凑构型和伸展构型），通过对T-wave离子淌度的校正，计算了SOD1二聚体三种构型的碰撞截面。此外，结合离子淌度串联质谱的实验结果，鉴定了SOD1二聚体离子在气相中的分解和去折叠的三种途径。 通过电喷雾质谱结合离子淌度技术研究SOD1与一系列黄酮化合物之间的非共价相互作用，探讨了不同结构的黄酮化合物与SOD1结合的亲和性差异，并发现SOD1与黄酮配体结合后SOD1二聚体构型的稳定性得以提升。分子对接方法模拟结果显示，黄酮小分子与SOD1之间主要是疏水相互作用和氢键缔合，二聚体界面处是主要的结合位点。黄酮苷与SOD1结合优于黄酮苷元是由于其结构中的多羟基可以与SOD1形成更多氢键。荧光实验给出了结合过程的热力学参数，并验证了黄酮小分子抑制脱辅基SOD1体外聚集的能力。此外，还研究了白藜芦醇及其衍生物与SOD1间的相互作用，分析了白藜芦醇及其衍生物化学结构与相互作用间的构效关系，并通过离子淌度-质谱实验证明了白藜芦醇衍生物能提升SOD1的二聚体结构稳定性。 针对四种不同类型的“蛋白质-配体”相互作用体系，利用天然电喷雾质谱法研究了三种烷基醋酸铵缓冲溶液对质谱法测定的复合物分解常数的影响。结果显示，烷基醋酸铵具有一定稳定气相中非共价复合物的作用。对于某些类型的“蛋白质-配体”体系，使用烷基醋酸铵可以通过减少复合物离子带电荷数和更明显的“蒸发冷却效应”减少非共价复合物的源内分解，使质谱法测定的分解常数更接近于液相中的结果。