DNA结构调控在疾病的早期诊断中具有广泛的应用前景,其构型会受p H、碱基序列、金属阳离子等因素的影响,这为核酸结构的动态调控和重组提供了可能。核酸与功能分子的结合为癌症的诊断以及药物的研发提供了理论指导,常见的功能分子卟啉因其独特的电子结构和易于结构修饰等特点,已被广泛应用于生物传感、光动力治疗、光催化、光降解等领域。其与核酸的结合,一方面可以调控核酸结构及稳定性,另一方面开拓了卟啉在功能识别方面的应用。本论文发现卟啉的三羟基苯基衍生物与三链体DNA的特异性结合具备稳定DNA结构的特性,三链体还可作为DNA酶催化卟啉的金属化。此外,该卟啉对DNA中未配对胞嘧啶碱基表现出高特异性识别能力,这为核酸局域结构的调控与选择性识别提供了可能。主要内容如下:1.三链体DNA酶催化卟啉金属化卟啉金属化是需要酶催化的代表性反应,DNA是具有催化卟啉金属化活性的核酸酶之一。在此,我们设计了一种具有四个三羟基苯基取代基的卟啉（POH3）,它与三链体DNA特异性结合后,三链体DNA结构的稳定性增加,并能诱发其催化活性,使得卟啉环中的电子密度和POH3的碱度增加,有利于卟啉金属化的发生。三链体DNA可以催化一些常见金属离子插入到卟啉环中,但我们发现催化Cu2+的金属化速率要远远大于Zn2+、Fe3+等其他金属离子。在整个催化过程中,三链体DNA能够保持结构的稳定性。同时,我们还利用新的小分子白屈菜红碱（CHE）证明了三链体DNA酶催化的可逆性。本项工作中,我们首次开发了三链体作为DNA酶催化卟啉金属化,使得DNA酶的种类更加丰富。2.解聚诱导荧光卟啉探针用于DNA中未配对胞嘧啶的选择性识别DNA的结构具有多样性,DNA中未配对碱基的特异性识别对于监测局部DNA构象和开发新型生物传感装置至关重要。在此,我们使用了一种三羟基苯基取代基的卟啉（POH3）,该卟啉的取代基具有通过完全互补氢键作用识别未配对胞嘧啶的能力。通过同源单链DNA（Sh-DNA:包括poly（d C）、poly（d T）、poly（d G）和poly（d A））、发夹DNA（H-DNA,含有单一的环序列）,以及具有碱基错配（M-DNA）的双链DNA的比较研究,我们发现在Sh-DNA中,poly（d C）与POH3间的相互作用是最显著的（poly（d C）＞poly（d T）＞＞poly（d A）和poly（d G））,对于具有胞嘧啶环的H-DNA和具有C-C错配的M-DNA,POH3对胞嘧啶结合的特异性更加明显。然而,POH3与完全匹配的双链DNA不能结合。此外,通过对体系的酸化形成C+-C碱基对来调节poly（d C）和H-DNAs的结构,大大削弱了其与POH3的结合能力。以上结果表明,POH3对DNA中未配对胞嘧啶具有特异性,这种特异性结合对于能形成堆叠结合作用的DNA尤为有利。POH3与胞嘧啶结合后开启了其红色荧光,表明POH3在开发基于核苷酸的选择性传感器方面具有广阔的应用潜力。