模拟酶,或称人工酶,是在分子水平上模拟天然酶活性部位的形状、大小及其微环境等结构特征的分子或分子聚集体。随着纳米科学和超分子技术的发展,构筑具有生物催化活性的超分子模拟酶已经成为科学研究和应用开发领域的热点。肽组装金属酶是以多肽分子为基本单元,在非共价作用力的协同作用下形成的超分子组装体。相比其他功能性材料,肽人工金属酶的结构及生物化学性质更接近天然酶,分子本身更利于修饰改造,且生物相容性和功能性较好,使其在模拟酶方面具有独特优势。本文以发夹肽作为模型分子,研究了多肽分子结构及不同金属离子在多肽-金属离子复合结构形成中所起的作用,并研究了发夹肽分子在Cu2+存在下的自组装行为,同时利用发夹肽分子与铜离子的配位作用构建人工金属酶并对不同类型化学反应催化活性的进行了评价。首先,本论述依据分子折叠特征,设计了分子序列为Ac-VYVHVKVKVDPPTKVKVHVGV-NH2的发夹肽分子。借助紫外可见光谱（UV-Vis）、圆二色光谱（CD）等仪器手段,发现其可以与Cu2+形成平面四配位结构,其分子结构由无规卷曲状态转变为β-sheet结构,在铜离子的诱导作用下,可进一步组装形成纤维聚集体。在溶液中加入其它金属离子时,除锌离子外,多肽构象均未发生改变,表明多肽形成β-折叠的过程中产生的配位环境具有金属离子选择性。其次,研究发夹肽分子结构对于多肽与金属离子配位作用的影响,在Ac-VYVHVKVKVDPPTKVKVHVGV-NH2的基础上我们设计了另外四条发夹肽分子。结构的主要差异为组氨酸和酪氨酸与转角序列VDPPT的距离以及是否位于亲水面上。通过CD、UV-Vis、等温滴定量热（ITC）等手段研究发现,组氨酸和酪氨酸位于亲水面上的发夹肽的配位及组装能力明显强于位于疏水面上的发夹肽。氨基酸位置位于发夹两端的Ac-VYVHVKVKVDPPTKVKVHVGV-NH2由于甘氨酸和酪氨酸不带电导致静电斥力较小,更易于在Cu2+的牵引下形成发夹结构,组装和配位能力最强。最后,利用多肽分子Ac-VYVHVKVKVDPPTKVKVHVGV-NH2、Ac-VKVKVYVHVDPPTHVGVKVKV-NH2、Ac-HKYKVHVHVDPPTHVHVKGKH-NH2与铜离子的配位作用构建了人工金属酶。选取了对硝基苯基乙酸酯水解反应、苯甲醇氧化反应、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）与过氧化氢（H2O2）的氧化反应作为模型反应,评价了模拟酶的催化活性。结果发现Ac-VYVHVKVKVDPPTKVKVHVGV-NH2与Cu2+的组装体在催化苯甲醇氧化反应和TMB的H2O2反应时,具有较好的催化效果。我们发现,铜离子诱导发夹肽组装形成的组装体表现出良好的催化效果,催化多种类型的化学反应,说明成功设计了一种具有良好催化性能的新型人工金属酶。