钾通道是很多疾病的药物靶点，研究其门控机制能指导理性化药物设计。然而钾通道存在多个门控，他们协同作用，并受到周围膜环境的影响，其机制相对复杂。我们采用分子动力学模拟，首先研究了膜环境对钾通道结构与功能的影响。通过构建十余种不同的脂双层膜，我们观测到膜的理化性质通过改变蛋白构象平衡影响蛋白功能，在此过程中，不同门控的耦合对调控离子流动速率起到了关键作用[1]。在此基础上，我们进一步研究了以上观测到的中央空腔的疏水门控的工作机制，通过增强采样方法，评估了中央空腔的溶剂化程度对蛋白功能的影响，并通过中央空腔的去溶剂化成功诱导了通道开关的构象变化[2]。此外，我们还对中央空腔开关过程中的磷脂-蛋白相互作用进行了系统采样，阐明了磷脂在中央空腔开关过程中的关键作用。最后，我们对几种代表性的钾通道进行了系统的分子动力学模拟，证明了不同门控的耦合机制在不同钾通道中广泛存在。我们的研究初步阐明了复杂膜环境中，钾通道受调控的物理化学行为，特别是其门控的工作机制，为设计以钾通道为靶点的药物，提供了理论支撑。