G－四链体是由富含串联重复鸟嘌呤的核酸形成的高级结构，可形成该结构的序列在人类基因组中分布广泛，涉及许多重要的生理、病理过程。G－四链体具有多样性的拓扑结构，与之相互作用的分子种类繁多，对其结构的稳定和功能的调节有重要作用。目前，对不同结构G－四链体的分子识别还缺乏系统的研究。本文以基因组中的G－四链体序列和合成的G－四链体序列为对象，研究了G－四链体分子识别的构效关系，并开展了相应的应用研究：　　 发展了G－四链体亲和色谱分离的材料和方法。以(N，N’－双－二乙胺基)－3，4，9，10－苝四甲酸二酰亚胺(Pery01)和血红素(hemin)为配基，通过不同间隔臂与不同载体连接，合成了四种亲和基质，详细研究了不同G－四链体在这些基质上的保留行为。发现G－四链体与配体的π-π堆积作用是其选择性分离的基础，而静电作用则往往导致非特异性结合。以氨基己酸为间隔臂，在聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA)微球上固定Pery01的作为亲和基质，成功实现了血浆中外加平行结构G－四链体的选择性分离。　　 研究了不同拓扑结构的G－四链体与细胞的相互作用。发现除Jurkat E6-1细胞外，大多数细胞都选择性地与平行结构的G－四链体结合，与反平行或非G－四链体核酸不结合。蛋白酶消化实验证实细胞表面与G－四链体结合的靶标为膜蛋白，竞争结合实验发现不同G－四链体结合于相同的膜蛋白。细胞表面核仁素的表达与G－四链体的结合具有相关性；高浓度(10μM)G－四链体能部分抑制核仁素单抗与细胞结合，但核仁素单抗不能抑制低浓度G－四链体(0.4μM)与细胞结合；而且低浓度的G－四链体能和抗体共结合在细胞上且互不干扰，推测核仁素同G－四链体与细胞结合有关，但不能说明核仁素是G－四链体的唯一靶标，G－四链体可能与细胞膜上其他蛋白结合。　　 研究了细胞对G－四链体的摄取及生物学效应。发现G－四链体可被细胞选择性摄取，但细胞摄取与其是否与细胞结合关系不大；被摄取的G－四链体定位于溶酶体/内体；在细胞培养过程中越稳定的G－四链体被细胞摄取的越多。此外，包括位于基因启动子区的多种G－四链体序列均有抗细胞增殖活性，而非G－四链体核酸则无抑制细胞增殖作用；CD光谱研究发现抗增殖活性强的G－四链体在生理条件下能形成平行结构。以上结果对于设计具抗肿瘤活性的G－四链体核酸有指导意义。