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材料与蛋白质等生物分子的相互作用对生物检测、传感器设计、医用移植体的植入等意义重大。当蛋白质吸附在材料表面之后，表面与蛋白质的相互作用可能会引起蛋白质结构跟性能的改变，从而引起不同的实验效果。因此，研究它们之间的相互作用对于蛋白质在表面的相关应用非常有必要。然而，当前关于蛋白质与表面相互作用的机理研究在原子和分子水平上还比较欠缺。本文主要以分子动力学的计算机模拟方法研究了实验中常用的两种蛋白质：肌红蛋白和纤连蛋白，在二氧化钛表面、改性二氧化钛表面、石墨表面的吸附情况。其中，涉及到二氧化钛的研究均采用最稳定的金红石晶型。由于金红石具有良好的生物相容性、较高的介电常数等优良性能，其在传感器设计、医用移植体等领域被广泛应用。肌红蛋白作为常用的电极修饰蛋白，与金红石不同晶面的相互作用对蛋白质吸附有一定的影响。通过80ns分子动力学发现，肌红蛋白的血红素辅基靠近金红石（001）面，而远离金红石（110）面。肌红蛋白的二级结构在两个晶面均没有发生太大变化。由于金红石的亲水性，在两个晶面上均形成了两个水层。石墨烯与二氧化钛复合材料的优异性能在许多领域都有应用。通过石墨烯对二氧化钛进行疏水改性，可以加强表面对蛋白质的作用。模拟研究纤连蛋白在不同石墨烯覆盖率的金红石表面吸附情况。结果发现：当金红石表面有石墨烯覆盖时，蛋白质均能吸附在表面上。且当石墨烯覆盖率为23%时，纤连蛋白将以较优取向吸附在表面上。蛋白质在表面上的吸附能随着石墨烯覆盖率的增加而降低。另外，本文还研究了突变肌红蛋白在常用的石墨电极材料表面上的吸附情况。通过对肌红蛋白的部分氨基酸进行亲疏水性突变，改变蛋白质表面上亲疏水分布。模拟结果表明突变肌红蛋白在石墨表面上将以较优的取向吸附。肌红蛋白和突变肌红蛋白在吸附到石墨表面之后，其结构均不会发生太大改变。突变肌红蛋白由于疏水性的增强，其将更快地达到吸附稳定状态。