DNA分子由于具有特异性识别、高度可编程性、易于人工合成和修饰等特点，因此常被用于构建各种精巧的纳米结构。目前，DNA纳米技术在诸如生物传感、诊断治疗和光电器件等领域取得了广泛应用。但是，由于DNA双链之间的弱相互作用以及DNA分子本身的化学特性，使得DNA自组装纳米结构具有热不稳定性和易于被核酸酶降解等缺点，很大程度上限制了其应用。虽然从理论上来说，提高DNA纳米结构中的C/G碱基对比例，有可能增加结构的整体热稳定性，但实际上过高的C/G碱基对含量往往造成自组装过程中的错配，使所设计的结构无法很好地组装出来。另外，到目前为止，将DNA纳米技术应用于调控表面化学反应以及利用DNA与其它分子的共同组装来模拟天然酶活性位点的研究还少有报道。本论文将集中探索这几个方面的问题。　　首先，我们考察了非天然碱基对(UBPs)的引入对DNA纳米结构的组装及其稳定性的影响。实验证实，5-Me-isoC，isoG和2-ThioT这三种UBPs的引入并不影响DNA纳米结构的组装，同时可以有效提高DNA纳米结构的热稳定性和抗酶切稳定性。这项研究为提高DNA纳米结构的稳定性提供了新的思路，使DNA纳米技术有可能应用于更广泛的环境，尤其是需要耐热或者抗酶切的环境。此外，可参与组装的碱基数目的增加使我们设计复杂DNA自组装纳米结构时在序列分配上有了更多的空间。　　其次，我们考察了银纳米团簇(AgNCs)在DNA纳米结构表面的原位合成过程及DNA纳米结构对其上AgNCs合成过程的影响。我们发现，在DNA纳米结构上原位合成出来的AgNCs的荧光性质与用游离的生长序列作为模板时有所不同。我们通过进一步的实验证实，这种荧光性质改变的根本原因是表面位阻效应影响到了AgNCs生长序列的构象灵活性及其对Ag+的吸附，进而导致原位合成出来的AgNCs的尺寸分布有所不同。就我们所知，这是首次在金属纳米团簇合成过程中观察到表面位阻效应。本研究工作创造性地利用了DNA纳米技术强大的可编程性，通过改变DNA纳米结构的表面环境实现了对其上AgNCs原位合成过程及其荧光性质的调控，开拓了研究和调控表面化学反应的新途径。　　最后，我们将DNA纳米技术和多肽自组装结合起来，尝试构建了具有类似天然辣根过氧化物酶（HRP）催化反应活性中心的人工自组装纳米结构。我们选择了富含G碱基的DNA、富含组氨酸的peptide以及氯高铁血红素(hemin)三种物质，通过共同组装的方法制备出了DNA/peptide/hemin三元自组装复合物，并考察了该复合物对于一系列还原底物（包括2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐(ABTS2-)、3，3，5，5-四甲基联苯胺(TMB)、苯酚、高香草酸、多巴胺以及焦性没食子酸等）的催化性能。我们发现DNA/peptide/hemin三元复合物中各组分之间存在显著的协同催化效应，并证实该协同催化效应来自于核酸和多肽两种组分之间化学基团和空间结构上的互补性。另外，我们还证实使用RNA、peptide和hemin共同组装得到的RNA/peptide/hemin三元复合物也具有同样的协同催化效果，这为从原始的基于RNA的催化体系到复杂的现代酶体系的进化过程提供了可能的中间模型。