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近年来,基于DNA的模拟酶（脱氧核酶,DNAzymes）引起了研究领域的新浪潮。G-四链体（G-quadruplex,G4）是一种特殊的DNAzymes,是富含鸟嘌呤的DNA单链,在阳离子作用下,经过折叠后形成的四链体结构,具有可编程、易修饰的优势。因此,G4在催化、传感和靶向药物等领域具有极大的潜力。其中,G4与血晶素（hemin）结合形成具有辣根过氧化物酶（Horseradish Peroxidase,HRP）样活性的模拟酶,即G4/hemin。与蛋白类酶相比,G4/hemin的催化效率相对较低,且稳定性易受周围环境的影响,其中一个重要原因是G4结构不稳定。因此,提升G4/hemin的性能对其后续研究及应用具有重要价值。本课题基于G4/hemin复合结构构建G4/hemin模拟酶-磷酸盐杂化纳米花（Nanoflower G-quadruplex/hemin,NF-G4/hemin）,并验证其具有HRP样活性。然后通过纳米花（Nanoflowers,NFs）共负载转化酶（Invertase,Inv）、葡萄糖氧化酶（Glucose Oxidase,GOx）、G4/hemin,构建了三酶级联体系NF-（G4/hemin+GOx+Inv）,实现了具有良好性能及实际应用可行性的多酶共固定化协同级联催化反应。首先,利用滚环扩增（Rolling circle amplification,RCA）技术成功制备了富含G-rich的DNA长单链。DNA长单链在300 mmol·L-1的K+环境中经过高温变性退火后,形成的G4结构与1 mol·L-1的hemin稳定结合1h,形成具有HRP酶样活性的G4/hemin,SEM表征结果显示为3μm左右的尺寸均一、颗粒分明的球形。通过有机-无机杂化方式,G4/hemin在含有Cu2+的无机盐缓冲液中生长形成纳米花NF-G4/hemin。通过SEM表征NF-G4/hemin形貌结构,表明成功构建了尺寸在5～10μm且球形度好的NF-G4/hemin。经由ABTS[2,2’-联氮-二（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）]显色反应,初步证明构建的NF-G4/hemin具有HRP酶样活性。经过考察NF-G4/hemin形成条件对自身性能的影响,在含有300mmol·L-1 KCl及5 mmol·L-1 Cu2+的1×PBS溶液中室温形成的NF-G4/hemin呈现较高且稳定的催化活性。相对于G4/hemin,本实验构建的NF-G4/hemin酶活提升幅度为70～90%,并稳定在4～5.5 U·m L-1范围内。由此证明,本实验成功地构建了具有较好催化性能的具有HRP样活性的NF-G4/hemin。其次,探究形成G4的DNA序列改变对NF-G4/hemin的形成及性能的影响。通过对原始序列A1的非G-rich区域改造发现,A1 NF-G4/hemin及A1-G4/hemin仍具有最高催化活性。通过改造G-rich连接环中的碱基种类影响G4平面数量,连接环为胸腺嘧啶的A1T序列形成的A1T G4/hemin活性相对于A1-G4/hemin提升约20%,A1T NF-G4/hemin相对于A1T G4/hemin活性提升约110%。连接环为三个碱基且具有无间隔排列方式的DNA长链形成的纳米花B NF-G4/hemin和C NF-G4/hemin活性相对于A1T-G4/hemin提升在-50～10%范围内。而G-rich连接环为发夹结构的hairpin NF-G4/hemin酶活力远低于A1T-G4/hemin催化活性。本实验成功构建了具有良好催化性能和稳定理化性质的A1T NF-G4/hemin。同时实验结果表明,NF-G4/hemin结构的稳定性来源于NFs结构和G4结构的协同作用,NFs结构的稳定性和“绽放”程度决定了NF-G4/hemin的活性。本实验筛选出能形成NF-G4/hemin结构且呈现最高催化活性的A1T作为优势序列用于后续研究。最后,基于NF-G4/hemin的良好性能,本实验利用NFs共负载Inv、GOx、G4/hemin构建NF-（G4/hemin+GOx+Inv）三酶级联体系并协同催化蔗糖转化。实验结果表明,“一锅法”制备获得的NF-（G4/hemin+GOx+Inv）呈现最高催化活性,同时验证了NF-（G4/hemin+GOx+Inv）级联体系能够催化蔗糖转化。当GOx:Inv（酶活比）为1:4时,在p H 7且含有6 mmol·L-1 Cu2+的1×PBS溶液中孵育48 h形成的NF-（G4/hemin+GOx+Inv）呈现出最高的催化活性、良好的稳定性及可重复使用性。将NF-（G4/hemin+GOx+Inv）级联酶体系协同催化蔗糖转化应用于部分饮料中糖含量的测定,经过对比发现,NF-（G4/hemin+GOx+Inv）的测定结果在食品标签记录数值的95～105%范围内,表明本实验构建的NF-（G4/hemin+GOx+Inv）级联酶体系具有实际应用可行性。综上所述,本文成功构建了模拟酶/磷酸盐有机-无机杂化共固定化酶体系,为DNAzyme稳定参与酶级联反应及应用开发提供了一种新思路。