认识生物大分子的作用机制，研究生物大分子之间以及它们与小分子之间的相互作用，有助于认识他们如何调控正常的生理活动，阐明疾病的发病机理。这一领域中一个重要的研究方面是对大分子的功能进行模拟，即对其功能区域的结构展开模拟。本项目选择核酸螺旋为骨架，在其结构上引入蛋白质功能区的化学功能基，利用核酸高级结构的自组装，通过适当的位点组合和连接臂调整，来模拟出局部与蛋白质功能区域类似的三维空间结构，期望产生相似的生物学功能。本研究一共开展了针对4种酶和底物的模拟工作：1）以蛋白水解酶为模拟对象，针对对硝基酚乙酸酯为底物；2）以磷酸酯酶为模拟对象，水解对硝基酚磷酸酯底物；3）模拟天冬酰胺类酶，水解肽类底物；4）模拟核酸酶，以RNA为底物。其中，在针对蛋白水解酶和磷酸酯酶为模拟对象的这两部分工作中，取得了重要结果。模型LK-JC-02将乙酸对硝基酚酯（PNPA）的水解速率提高123倍（kcat/ kuncat= 123），并且表现出一系列类似天然酶的典型特征。模型G4-23将底物2-羟丙基-4-硝基酚酯（HPNP）的磷酸酯转移反应速率提高三个数量级（kcat/ kuncat=2590），同样也表现出类似天然酶的一系列典型特征。这些结果提示，在核酸螺旋结构上合理地设计催化元素，通过它们之间的协同作用，可以实现特定酶的功能模拟。DNA作为一种优秀的自组装分子，为生物大分子模拟研究，提供了全新的分子骨架体系。