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机械力感受是自然界众多生物体内广泛存在的非常基础的生命现象，目前所知的机械力导致的信号跨膜传递过程大都由机械力敏感通道完成。原核生物机械力敏感通道可能是其中最原始的一员，其功能方面的研究较为深入。原核机械力敏感通道发挥功能的过程涉及通道蛋白和细胞膜磷脂双分子层之间的相互作用，再加上其结构的简洁性，使它们成为研究机械力感受分子机制非常重要的对象。 在细菌和古菌中，机械力敏感通道主要有两种，即大电导和小电导机械力敏感通道（MscL和MscS）。其中，大电导机械力敏感通道MscL开放时具有大电导率、无选择性、构象变化巨大等特点。尽管之前已经有一个结核分枝杆菌MscL(MtMscL)关闭态结构和一个金黄色葡萄球菌MscL(SaMscL)扩展态结构，但是二者的寡聚状态不同（分别是五聚体和四聚体），并且来自于不同的物种。基于二者结构差异所推导的通道开放时构象变化的规律有待进一步研究验证。 本论文研究通过采用融合水溶性蛋白的策略成功解析了产甲烷古菌Methanosarcina acetivorans来源的MscL(MaMscL)的晶体结构，并分别捕捉到了其处于关闭态和扩展态两种不同的构象状态。对于两个结构直接的分析比较，结合几何学分析和已有的生物化学研究背景，我们组建出通道从关闭态到扩展态转换过程中连续变化的分子动态模型。在通道扩展过程中，胞内N端双亲性螺旋感受张力向外侧滑动，同时胞外loop区受张力，内部稳定的氢键受到破坏而向外延展，胞内和胞外相反方向的作用力使得跨膜螺旋绕着特定的位点发生倾斜;跨膜螺旋倾斜过程中，为了满足相邻螺旋之间的合理接触，必须一边倾斜一边向外侧扩展，致使通道孔道中心的疏水相互作用被弱化，达到扩展状态。该模型显示了通道在构象变化中各个结构组件包括不同单体之间和单体内不同区段之间是如何相对运动，以及它们之间是如何偶联的规律。另外，本研究采用交联实验的方法证实了融合蛋白对于通道的寡聚状态没有影响，而对结构的观察可以发现TM1-TM2螺旋对一同倾斜的现象;此外，螺旋之间的相互滑动、TM1自身顺时针旋转、TM2和相邻单体N端螺旋的相互作用等现象都与以往生化实验的结果相符，验证了结构的生理相关性。总而言之，基于MaMscL两种构象状态下结构的分析结果大大拓展了人们关于MscL构象变化规律和结构偶联原理的认识。