脱氧核酶（deoxyribozyme、DNAzyme或catalytic DNA）是一类通过体外筛选获得的具有催化活性的单链DNA分子,于1994年由Breaker和Joyce首次报道。该类酶的催化活性多依赖金属离子辅因子,例如镁离子、锌离子。1998年,Breaker课题组报道了一种具有氧化断裂DNA活性的脱氧核酶,因二级结构类似手枪故被称为类手枪脱氧核酶,该酶催化活性采用双辅因子“X/Cu2+”依赖模型,辅因子为维生素C（VC）/铜离子(Cu2+)或过氧化氢（H2O2）/铜离子(Cu2+)。在分析我们前期研究结果及查阅相关文献后,我们推测类手枪脱氧核酶还应存在多种X辅因子,选择36种化合物（分成5类:维生素类化合物、巯基类化合物、酚类化合物、胺类化合物以及其他化合物）为备选辅因子。当反应溶液中含有铜离子时,维生素C、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、荧光素、还原型谷胱甘肽、半胱氨酸、二硫苏糖醇、巯基乙醇、邻苯二酚、对苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、多巴胺、咖啡酸、邻苯二胺和羟胺能够使类手枪脱氧核酶表现出较高的催化活性,实验结果显示这些化合物可作为双辅因子“X/Cu2+”组合中的X辅因子。在铜离子不存在情况下,邻苯二酚、对苯二酚、邻苯三酚、邻苯二胺和维生素C也能够明显地促进酶断裂DNA底物,表明该脱氧核酶还存在单辅因子依赖模型。在实施“原电池反应调控类手枪脱氧核酶活性”课题时,我们发现固态金属铜丝能够使水溶液中类手枪脱氧核酶发生催化反应。随后简化液相反应体系,只含有双蒸馏水和类手枪脱氧核酶。在该反应条件下,进一步检验其他金属铜制品对类手枪脱氧核酶的活性影响,结果显示所有铜制品都可以起作用,并且打磨后铜界面作用效果强于原界面。在金属铜和非金属样品（例如玻璃、陶瓷以及塑料等）的选择性实验中,类手枪脱氧核酶仅对金属铜有反应,显示出高度的专一性,然而在金属材料选择性实验中却表现出普遍性。我们选择24种固体金属作用类手枪脱氧核酶时,钒、铜、钽对该酶的催化效果较强烈,其次是铟、钛、锡、锌、铁、铌、铝、铂和铬,而钴、银、锰、锗、镉、钨、金、铅、镁和铋作用效果表现微弱。上述实验结果表明固态金属可作为类手枪脱氧核酶的辅因子参与酶的催化反应。类手枪脱氧核酶对固态金属的选择普遍性暗示着其背后的催化机制可能是相同的。我们推测一些金属能与水中的氧作用产生活性氧（超氧阴离子、过氧化氢和羟自由基）,其中超氧阴离子可能是介导DNA底物断裂的主要原因,为此我们进行实验验证。鉴定了钛、钒、铜、铌、铟、锑和钽等6种金属表面回收液对类手枪脱氧核酶的活性影响,结果显示这些固体金属可能在水中释放出金属离子。以金属铜为辅因子,乙二胺四乙酸浓度梯度实验表明水中确实含有金属离子,电感耦合等离子体质谱仪检测结果验证了该结论。对于反应体系中生成的活性氧,我们选择了氮蓝四唑、细胞色素C、过氧化氢酶和3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）进行检测,结果显示除了TMB外,其他3种物质的加入均可以有效的抑制催化反应,表明了过氧化氢和超氧阴离子在类手枪脱氧核酶氧化断裂DNA过程中起重要作用。过氧化氢浓度梯度实验证实了该化合物不是介导DNA断裂的关键物质,而是以中间产物的方式存在,在金属回收液实验中又进一步验证该结论。同时,水中氧消除实验表明氧是类手枪脱氧核酶反应不可缺少的分子,氧与金属（离子）作用产生超氧阴离子是该酶催化反应的关键环节。通过上述研究,我们发展了类手枪脱氧核酶双辅因子“X/Cu2+”依赖模型,鉴定出多种X新辅因子,并且研究结果显示该酶还具有非铜离子的单辅因子依赖形式。更为重要的是发现了固态金属可以作为该脱氧核酶辅因子,在金属与酶的界面反应中,超氧阴离子的形成可能是类手枪脱氧核酶氧化断裂的关键步骤,为其他氧化断裂活性脱氧核酶催化机制研究提供借鉴和参考。