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分子动力学模拟已经被广泛地应用于生命科学领域，它既能为各种实验现象提供解释，又能为药物设计提供理论指导和帮助。本论文采用分子动力学模拟方法结合量子化学计算研究了与疾病相关的蛋白质、药物分子的结构、动力学以及热力学性质，同时通过结合自由能的计算研究蛋白质和配体、药物和胶束之间的相互作用。本论文主要内容概括如下：
一、绪论。简单介绍量子化学理论、分子动力学模拟方法以及几种结合自由能的计算方法。
二、抗高血压药物Valsartan在SDS胶束中主要构象的研究。在本章中，我们首先搭建了由60个SDS分子形成的球状胶束做为初始结构，接着把Valsartan分子放入SDS胶束的质心中央。在对Valsartan-SDS胶束体系进行分子动力学模拟之后，我们运用伞形采样模拟计算药物和胶束的结合自由能。模拟结果证实，Valsartan在胶束(类膜)中的构象如同它在水溶液一样，仍然存在着两种构象，其中有一种为Valsartan在胶束溶液中的主要构象。我们的研究工作可以为Sartan类药物的进一步改进提供理论依据。
三、HIV蛋白酶Flap的运动和蛋白酶抗药性相关的研究。在本章中，我们研究了I84V突变分别对结合底物的HIV蛋白酶以及对结合药物的HIV蛋白酶的影响。模拟结果证实，蛋白酶的Flap在结合肽底物和药物时存在着不同的状态。特别是结合药物的突变体蛋白酶的Flap呈现完全打开的状态，并且这个Flap打开的过程是与蛋白酶的抗药性相关的。通过细致的分析我们发现，Flap的打开过程分为两个步骤，第一步为关键结构水分子的解离，第二步为包含Flap Tip残基的疏水相互作用的破坏。我们的研究结果可以为HIV蛋白酶的药物设计提供一定的理论帮助。
四、PP2A催化亚基307位酪氨酸磷酸化对全酶结构影响的研究。在本章中，我们运用分子动力学模拟和自由能计算来研究磷酸化对PP2A全酶的动力学性质以及对全酶亚基间相互作用的影响。模拟结果证实，PP2A催化亚基的磷酸化能够诱发骨架A亚基和调节B亚基的构象变化，能够破坏亚基间的识别相互作用，从而导致亚基之间发生相互远离的运动。另外，结合自由能计算同样表明，磷酸化会导致全酶亚基间结合的不稳定。这可能是磷酸化降低PP2A全酶催化活性的原因。
五、总结与展望。对本论文的主要结论进行概括，并对下一步的研究工作提出展望。