第一部分　　 围绕化学生物学中的重要研究领域人工核酸酶和核酸酶模拟展开研究工作。　　 根据天然核酸酶的活性点结构特点，设计和合成了“无金属切割”和“无金属双核协同催化”的人工核酸酶，并研究了它们与DNA的相互作用。　　 1.用不同链长的连接链，将具有切割活性的三氮杂冠醚连接到DNA插入基团0，8-二羟基蒽醌上，合成了既有插入基又有切割基的人工核酸酶12a和12b。荧光和CD光谱表明，它们与DNA的作用方式为嵌入式作用，其表观结合常数分别为3.93×107M-1(12a)和6.07×107M-1(12b)；琼脂糖凝胶电泳法对质粒pUC19 DNA的切割活性研究表明，化合物12a和12b在生理条件(37℃，pH7.25)下，浓度为0.05 mM时，裂解DNA的准-级速率常数分别为0.077±0.0028 h-1(12a)和0.123±0.0027 h-1(12b)，与母体1，4，7-三氮杂-9-冠-4(9)相比，催化裂解DNA的速率分别提高了51和82倍。化合物自由基淬灭实验及APA裂解实验表明，它们通过水解磷酸二酯键途径裂解DNA。　　 2.用含六个碳原子的烷基链，将具有切割活性的1，4，7-三氮杂环[5.2.1.04，10]癸烷连接到DNA插入基团1，8.二羟基葸醌上，合成了具有DNA切割活性的无金属双核协同催化的人工核酸酶14，紫外、荧光和CD光谱研究表明，14以部分插入DNA碱基对的方式与DNA结合，其表观结合常数为1.3×107M-1。琼脂糖凝胶电泳法对质粒pUC19 DNA的切割活性研究表明化合物14在生理条件(37℃，pH7.25)下，浓度为0.053 mM时，催化裂解DNA的准-级速率常数为0.169±0.0094 h-1，比母环1，4，7-三氮杂环[5.2.1.04，10]癸烷13催化DNA裂解的速率(0.0043±0.0002 h-1)提高了39倍。自由基淬灭实验和APA裂解的电喷雾质谱研究表明，它们通过水解磷酸二酯键途径裂解DNA。　　 第二部分　　 围绕超分子化学的两个重要范畴分子识别和分子组装展开研究，设计合成了两类对嘧啶类化合物具有识别作用的含三聚氰胺头基的两亲分子，研究了它们的界面组装。其中长链上带有偶氮苯基团有利于利用光谱进行检测。实验研究发现，melamine头基与疏水尾链的连接方式以及链的数量对其在水气界面上的组装和对嘧啶类化合物的识别性能有较大影响。　　 1.Melamine头基与疏水尾链的连接方式会影响两亲分子在水气界面的自组装。用氧原子连接melamine头基与疏水尾链的两亲分子29，能在水气界面上形成-维无限氢键网络，而用氮原子相连的化合物22则不能。　　 2.两亲分子中Melamine头基连接的链的数量会影响对嘧啶的识别。嘧啶类化合物能够嵌入化合物23的亲水头基之间，形成多对氢键，从而形成-维无限氢键网络；而同样以氮原子连接，但仅连-条疏水尾链的化合物22只能和巴比妥酸形成-维无限的氢键网络，与胸腺嘧啶和尿嘧啶则不能形成这样的氢键网络。这也导致了它们携带转移嘧啶类底物分子能力不同。　　 3.分子间的排列紧密度和分子间相互作用的差异会导致转移后的LB膜中分子聚集形态稳定性的不同。化合物22和化合物23都能和巴比妥酸以嵌入的方式形成-维无限氢键网络，但是由于化合物22长链之间距离大，导致其LB膜在紫外照射下能发生聚集形态的变化。而化合物23从嘧啶类亚相中转移的LB膜不能发生聚集形态的变化，是因为亲水头基和嘧啶类亚相分子以嵌入方式形成了-维无限的氢键网络，两亲分子排列紧密，分子间没有足够的空间，因而阻碍了偶氮苯功能基发生光致异构化；化合物29从水相和亚相获得的LB膜均不发生聚集形态的改变，这主要是因为其分子间聚集的比较紧密。　　 4.透射电镜(TEM)的初步研究(以化合物23为主体)表明，溶剂和配比的改变会导致分子所处环境的极性的不同，客体的引入会产生某些特殊的主-客体作用。这些因素都会在一定程度上改变两亲分子自身之间的亲水和疏水作用，从而使得它们的介观组装方式发生改变。