金簇纳米酶是由几个到大约一百个金原子组成的,其尺寸小于2 nm,与电子费米波长相当。由于金簇纳米酶的超细微尺寸和特殊结构,因而具有催化、荧光等多种优异性质,在酶催化、生物检测和生物成像领域展现出广泛的应用前景。金簇纳米酶一般由金核和壳层配体组成,如何理性设计配体分子,精准控制金核的生长过程,是当前其制备的难点。蛋白质空间结构明确且表面氨基酸性质丰富,将其作为模板直接合成金簇纳米酶已成为该领域的研究热点。然而,蛋白质受外界因素影响易于变性,失去原有结构和生物活性,使金簇纳米酶制备过程变得难以控制,且成核生长机制也不明确。因此,发展基于蛋白质模板的金簇纳米酶可控合成新方法极具挑战。本论文以热稳定蛋白(SP1)组装体作为配体模板,提出了基于蛋白质限域空间原位精准合成金簇纳米酶的新方法。SP1自然状态下为十二聚体圆环状结构,其内部空腔直径为2.5 nm。通过在SP1蛋白的N末端添加一段CCY三肽序列(CCY-SP1),定点引入半胱氨酸和酪氨酸基团,实现对金离子的空间螯合定位和原位还原,合成金簇纳米酶CCY-SP1@Au NCs。透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDS)证实,CCY-SP1蛋白组装体的空腔内部形成了粒径为2 nm且尺寸均一的金簇纳米酶。圆二色谱(CD)结果表明,CCY-SP1@Au NCs中蛋白仍保持原有二级结构,未发生变性。酶活测试结果表明,CCY-SP1@Au NCs表现出良好的类HRP酶催化活性,其催化机制为乒乓机制,且比天然酶具有更为宽泛的p H和温度适应范围。此外,CCY-SP1@Au NCs溶液呈现明显的红色荧光,且平均荧光寿命可达微秒级。进一步研究蛋白配体对金簇纳米酶性质的影响表明,金簇纳米酶的荧光强度和催化活性可随蛋白配体结构的变化而随之调节。