近年来,随着合成生物学的快速发展,研究者们藉由超分子自组装构筑了各种仿细胞结构并实现了一系列细胞功能和动态行为的模拟,通过分别整合细胞的各种生化反应,实现了核酸、蛋白质和碳水化合物等物质代谢和能量转化过程,推进了无生命物质向有生命人工系统的发展。然而,目前设计的人工仿生细胞模型的结构和功能还比较单一、局限性较大,对于细胞代谢功能耦合动态行为（如细胞生长、变形等）的研究还比较少,为了进一步推动无生命物质向自主人工系统发展,目前研究人员聚焦于构筑复杂多区室化和功能性人工细胞,整合细胞的各种生命活动过程,以探究不同生命过程的相互作用。本论文拟设计构筑稳定的蛋白质人工脂滴,实现脂解功能并耦合自振荡行为、内吞行为和运动行为等多种动态过程,从而进一步实现动态细胞的模拟。具体研究内容如下:首先构筑稳定的蛋白质基人工脂滴,实现人工脂滴自振荡动态行为。通过光学界面分析法表征了蛋白质在油/水界面的自组装过程和稳定机理,基于此,利用两亲性蛋白质降低油/水界面能,实现了蛋白质在油/水界面的自组装,形成有分隔离油、水两相的蛋白质膜从而稳定了人工脂滴。据此通过皮克林乳液法构筑蛋白质基人工脂滴,该人工脂滴具有良好的稳定性,可以有效地稳定4天以上。通过该研究加深了对细胞脂滴上蛋白质定位机理的理解,发展了一种简便、稳定的蛋白质基人工脂滴模型的构筑方法。进一步引入脂肪酶基元构筑活性人工脂滴,以酶反应底物三丁酸甘油酯与惰性油相聚二甲基硅氧烷作为混合油核,利用温度控制脂肪酶催化反应速率从而实现人工脂滴自振荡动态行为。通过温度调控脂肪酶在油/水界面原位催化反应速率,室温下分解三丁酸甘油酯并释放水溶性产物甘油和丁酸,实现脂滴的自消耗行为;0℃抑制脂肪酶催化活性,并外加甘油三酯,脂肪酶脂滴摄取外源甘油三酯实现自生长行为。本研究构筑了稳定的、具有自振荡行为的脂肪酶活性脂滴,为进一步研究脂滴的复杂动态行为提供了简化平台。进一步以脂解产物脂肪酸作为信号因子,研究人工脂滴动态内吞行为。基于皮克林乳液法,以牛血清白蛋白（BSA）和二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）为基元,以三丁酸甘油酯为油相,构筑稳定的BSA/DMPC脂滴。通过引入脂肪酶,在人工脂滴表面原位催化三丁酸甘油酯水解,释放信号因子丁酸,丁酸自发与蛋白质结合形成稳定的蛋白质-丁酸复合物,增加了蛋白质的疏水性,从而蛋白质膜原位形成内吞囊泡进入人工脂滴内部。借助等温滴定量热法验证了丁酸与蛋白质通过氢键结合,采用光学界面分析法表征了丁酸对BSA与水相、BSA与油相之间界面张力的影响。利用人工脂滴动态内吞行为,进一步探究了人工脂滴油核内部物质的储存及可控释放。通过内吞行为在人工脂滴内部分别载入钙黄绿素、溶菌酶、BSA、氨基化BSA、脂肪酶、金纳米粒子和脱氧核糖核酸,其在脂滴内部分配系数分别为0.84、1.51、2.86、6.31、41.93、62.57（10 min）和3.13（24 h）;进一步通过升温或近红外光照破坏丁酸与蛋白质间氢键,实现内吞物质的释放。本研究为蛋白质如何存在于脂滴内部油核疏水环境中提供了可行的机理解释,进一步拓展人工脂滴动态行为,为实现人工脂滴物质递送、生物医药应用开拓了新的思路。最后将人工脂滴引入蛋白质囊泡中,构筑集成自振荡行为、通讯行为及趋化运动行为的动态多级人工细胞。首先通过皮克林乳液法分步构筑多级人工细胞,利用温度调控脂肪酶脂滴的脂解效率,经由脂滴自消耗、自生长过程调节人工脂滴的组分,使得人工脂滴的浮力发生变化从而激活多级人工细胞的竖直运动行为。随后以脂解产物脂肪酸为信号因子,通过引入酸响应溶壁酶脂滴,在脂肪酶脂滴自消耗过程中诱导溶壁酶脂滴破坏并释放甘油三脂,其可被脂肪酶脂滴摄取,实现了两种人工脂滴间的通讯行为。继而引入微溶于水的三乙酸甘油酯,利用细胞间通讯行为实现三乙酸甘油酯在水溶液中梯度扩散,诱导多级人工细胞趋化运动。基于此,进一步拓展了多级人工细胞模型的设计,提供深入研究脂肪细胞的简化平台,还为进一步拓展人工细胞运动功能提供了新的思路。