本论文在本课题组前期研究的基础上，合成了一系列含多甲基铵基、季铵基、腺嘌呤基的联吡啶基铜、锌配合物作人工核酸酶，系统地研究功能基团的位置、空间位阻、氢键等因素对人工核酸酶活性影响，主要研究工作如下： 1.对5,5／4,4．二甲基-2，2-联吡啶的甲基进行修饰，合成了一系列含多甲基铵基的联吡啶衍生物L1～L4(L1=[5，5’-(Me2N[tCH2)2-bpy]2+，=[5，5’-(Me3NCH2)2-bpy]2+=[4，4’-(Me2NHCH2)2-bpy]2+，L4=[4，4’-(Me3NCH2)2-bpy=2，2-联吡啶基)以及它们的铜配合物，[Cu(L1~4)2Br]5+(1a~4a)。测定了配合物1a和4a的晶体机构，两个配合物中Cu(II)均形成五配位的畸变三角双锥构型。通过热变性实验和CD光谱研究了这些配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)之间的静电作用模式。在未加任何还原剂的情况下，研究了这些配合物对pBR322 DNA的水解断裂能力和动力学过程，发现阳离子基团位于吡啶N原子间位(5，5’-)的配合物la和2a的核酸酶活性最高，是目前报道活性最高的人工核酸酶之一。当阳离子基团位于吡啶N原子对位时(4，4’-)，由于其诱导效应减弱，使得配合物3a和4a活性降低。当阳离子基团位于吡啶N原子邻位时，因配体不能与金属离子有效配位而失去核酸酶活性。 2.合成了配体L1～L4的锌配合物，[Zn(L1～4)3]8+(1b～4b)，测定了配合物4b的晶体结构，Zn(Ⅱ)形成六配位的畸变八面体构型。通过电位滴定研究了配合物在溶液中的物种分布。这些配合物与CT-DNA之间的静电作用通过紫外光谱滴定和CD光谱进行了研究。在近生理条件下，研究了这些配合物对pBR322 DNA的水解断裂作用。结果显示，配合物1b～4b具有较高的核酸酶活性，尤其配合物2b是活性最高的含锌人工核酸酶之一，作用机理类似于对应的Cu(Ⅱ)配合物。对不同pH值条件下配合物切割DNA的研究表明它们在pH 7.5～7.8附近具有最高的核酸酶活性。 3.对4，4-二甲基．2，2-联吡啶上的甲基进行修饰，合成了一系列含不同链长烷基季铵基的联吡啶衍生物L5～L8作配体(L5=[4，4’-(Et3NCH2)2-bpy]2+，L6=[4，4’-((n-Bu)3NCH2)2-bpy]2+L7=[4，4’-((n-C6H13)3NCI-12)2-bpy]2+，L8[4，4’-((n-C8 H17)3N CH2)2-bpy】2+)。合成了配体L5和L6的锌配合物，[Zn(L5’6)3](C104)8(5b和6b)，通过电位滴定研究了5b和6b在溶液中的物种分布，通过紫外光谱滴定和CD光谱研究了它们与CT-DNA之间的静电作用。将两个配合物用于对pBR322DNA水解断裂实验。发现含有较小阳离子基团的配合物5b能够有效地将超螺旋型DNA断裂成缺刻型，显示出较高的核酸酶活性。研究结果表明，阳离子基团体积越小，其位阻效应越小，越有利于配合物与DNA之间的相互作用，促进其对底物DNA的亲核进攻，从而增强其核酸酶活性。 4.合成了配体L5～L8的铜配合物，[Cu(L5～8)2Br]-(C104)5(5a～8a)，测定了配合物5a的晶体结构，结果显示Cu(II)形成畸变的三角双锥配位构型。通过紫外光谱滴定研究了配合物与CT-DNA之间的作用力；试验了这些配合物在水解条件下对DNA的断裂作用，结果显示这些配合物的核酸酶活性相对较低，尤其是含更长烷基链的配合物7a和8a。但在还原剂的存在下，5a和6a能有效地氧化断裂pBR322DNA。自由基淬灭实验表明}{202和102是导致DNA断裂的活性氧物种。 5.对2,9-二甲基．1，10-菲咯啉的甲基进行修饰在其上引入腺嘌呤基，合成了2,9-二(9H-腺嘌呤基甲基)-1，10-菲咯啉(L9)，并合成了其铜配合物9a和锌配合物9b。通过热变性实验、紫外光谱滴定和CD光谱来研究这两个配合物与CT-DNA之间的作用力。结果显示，两个配合物都能够选择性地结合在AT富集的DNA小沟。研究了配合物9a在还原剂的存在下，对pBR322 DNA的氧化还原断裂作用。结果显示，在还原剂的存在下，配合物9a能有效地断裂DNA。自由基淬灭实验表明11202、02-和O2均参与了对DNA的切割，其中H202是主要的活性氧物种。 6.通过循环伏安法研究了配合物5a～8a的电化学性质，发现带正电荷的季铵基能够提高配合物的氧化还原半波电位。测定了这些配合物的SOD活性，结果显示这些配合物具有较高的SOD活性，尤其是含有适当长度烷基链季铵基的配合物6a和7a的活性更高。