蛋白质的结构决定了蛋白质的功能,蛋白质的功能又与其生理特性密切相关,然而仅仅知道基因序列并不能使我们充分的了解蛋白质的功能。由于蛋白质的错误折叠会导致疾病的发生,所以对蛋白质折叠和结构的模拟有助于研究许多疾病的致病机理。蛋白质折叠问题的研究有很多不同的方法。实验手段主要有X射线晶体衍射、核磁共振（NMR）和冷冻电镜技术,理论方法主要采用分子动力学模拟。分子动力学（MD）经常用来根据X射线晶体衍射或NMR的实验来精制蛋白质和其它大分子的三维结构。该方法计算效率高,可以研究整个分子的性质。粗粒化模型在长时间的折叠过程及大分子体系蛋白质的折叠中会用到,可以提高模拟速度而降低计算复杂程度。蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题,对其进行研究有着极其重要的意义。本论文采用拓扑孤子理论,对一个典型的EF-hand蛋白——小清蛋白的结构域建模。采用Glauber动力学蒙特卡洛模拟算法模拟了小清蛋白解折叠-再折叠的非平衡过程。对比拟合结构与实验结构,揭示了在温度热扰动条件下小清蛋白的动力学特性。主要工作内容如下:（1）我们主要对小清蛋白（2PVB）实验结构的Asp8-Lys64片段进行结构建模。基于拓扑孤子理论,我们对小清蛋白实验结构进行Z₂规范变换,分析了它的八孤子构成。然后运用Propro UI程序拟合八个孤子,最终得到八孤子的能量函数参数和RMSD最小的最优构型。从参数中我们可以知道蛋白质扭角τ比键角κ柔性好。通过对比拟合结构与实验结构,我们可以发现键角κ和扭角τ的分布很接近。（2）基于Glauber算法,我们采用蒙特卡洛（MC）随温度升高冷却的方法,模拟了小清蛋白解折叠和再折叠的非平衡过程。我们将参数值描述的能量函数孤子解作为每一次循环的初始构象,并尝试不同温度来研究热扰动对末态构象聚类分布的影响。一般情况下,构象在低温时结构是稳定的。通过均方根偏差（RMSD）和回旋半径（Rg）等参量对模拟结果进行了分析,可以发现,在热扰动条件下小清蛋白的第一个EF-hand结构比较稳定,而第二个具有钙离子绑定功能的EF-hand结构易变。本文通过构建小清蛋白功能域的高精度多孤子构型和非平衡动力学模拟两个过程,最终分析了小清蛋白构象变化与Ca²⁺离子绑定的关联。