所有的冠状病毒基因组都编码一个3CL蛋白酶，用于对基因组的表达产物进行翻译后加工。因此，3CL蛋白酶被看作是抗病毒药物设计的重要靶点。本文以SARS 3CL蛋白酶为对象，深入研究了该酶的结构与功能。 我们构建了一个体内的自剪切活力测定方法，通过该方法证实了该蛋白酶与其它来源的3CL蛋白酶具有相似的催化部位，解释了过去不同研究结果中的冲突,支持该酶属于丝氨酸蛋白酶家族的看法，并发现删除该蛋白酶N-端5肽对酶的活力有重大影响。结合体外活力测定方法，我们详细研究了该蛋白酶的底物特异性。发现该蛋白酶的肽类底物至少需要P4-P2’这样一个六个残基的核心片段才能够被水解；底物P4位置上游的残基对酶切活性贡献很小，而P3’-P5’位置的残基也参与酶与底物的作用；删除底物P4或者P2’残基将导致底物不能被催化水解。在此基础上，我们利用自剪切系统研究了P6-P4’十个位置的残基要求。发现该蛋白酶的底物特异性主要通过P2-P2’四个位置对残基的特殊要求得以实现。其中P2’位置不能被接受Pro。P1’不能接受Pro，Ile，Glu,但是该位置可以接受Trp，Lys等侧链较大的残基，在此基础上我们研究了P1’残基的结合部位Sl’的构成，发现Leu27参与该位置的空间位阻的形成。蛋白酶天然切点上绝对保守的P1位置Gln，在自剪切实验中仅可以被少量的残基取代。P2位置的残基要求也比较专一，不但部分带电残基不能被接受(Arg，Asp)，而且侧链过小的残基(Ala，Gly)也不易被接受。这部分结果与传统认识有很大差异，澄清了过去一些错误的认识，为抑制剂设计提供了有利信息。 该蛋白酶对底物切点的P2，P1’位置有电性要求，为此，我们研究了活性部位周围可能参与作用的一个负电中心。发现Asp187对酶的催化必不可少，比底物结合模体更为重要，它可能就是催化链中寻找多年的酸性催化残基。我们还尝试了对该酶进行工程化改造，结果具有实用价值。