研究蛋白质序列、结构以及序列和结构的关系是分子生物学的重点课题。经过半个多世纪的研究,蛋白质的研究取得了重大的进展。但是仍然有许多尚未解决的基本问题,例如:蛋白质序列是否随机序列; 如何从蛋白质序列精确地预测蛋白质的二级、三级结构等等。因此对蛋白质序列和结构关系的研究仍具有非常重要的意义。本文从研究蛋白质序列出发,首先分析了蛋白质序列的组成单元氨基酸含量的分布,发现20种氨基酸不是均匀分布,再加上对已知蛋白质序列数目(160万条)远小于随机排列数目(约20的300次方)的分析,这些在一定程度上表明蛋白质序列是非随机序列。为进一步证实这个观点,我们应用非线性预测的方法研究了全α类、全β类和Tim-barrel类蛋白质,结果表明蛋白质序列和结构之间存在着一定的关联,大多数三级结构对称的蛋白质其对应的氨基酸序列中都存在着一定长度的关联片段,而且关联片段的长度是和结构对称区域的长度相对应,关联的强度是和结构对称程度相对应。为了揭示蛋白质序列与蛋白质结构对称性之间关联的本质,我们利用改进的非线性预测方法,并结合重现图方法,对Beta-trefoil家族蛋白质进行研究。研究结果表明:这类结构对称的蛋白质,其对应的氨基酸序列中也隐含着一定的三对称性,而且序列的对称性和结构的对称性是自洽的。基于该结果以及序列决定结构的规律,我们有理由相信对于Beta-trefoil家族蛋白质,它们的三级结构的对称性可能是由其对应的氨基酸序列中隐含的对称性来编码的。在本文中,我们利用非线性预测方法和非线性重现图方法研究了蛋白质序列和结构之间的关系,发现了序列的对称性与结构的对称性之间的关系,这不仅为研究蛋白质序列与结构的关系提供了一种新的思路和方法,也进一步验证了氨基酸序列决定蛋白质结构的正确性。