在生物体内众多的天然金属酶中,金属水解酶是一大类。它们能催化底物的加水分解,这类水解酶不仅存在生物体中,而且参与许多生理过程,如蛋白质、磷脂的水解,遗传物质DNA、RNA的裂解,并在其中起着重要的作用。因此,借助化学的理论和实验手段,设计合成合理的金属水解酶模型进行模拟研究,不仅有助于深化对天然酶作用机制的认识,而且,对人工金属水解酶的设计合成、基因工程、功能材料的设计以及化学武器防护和环境保护等具有十分重要的意义。本论文基于稳定过渡态和引入底物结合部位的原理,设计合成了一系列具有过渡态识别与底物识别位点的含有胍基的多胺环糊精配体,该分子兼具有稳定过渡态中间体和以β-CD的疏水空腔为底物结合部位的优点,我们系统考察了其催化碳酸酯水解的能力,探讨了配合物的活性差异以及过渡态识别位点对催化的影响,并对其催化动力学和机理进行了研究。该项研究为水解酶模拟物的合理设计提供了重要信息。本论文利用超分子化学方法及原理构建了具有别构位点的水解酶模型体系。该模型利用环糊精的疏水空腔作为底物识别部位,在其边缘引入小分子别构位点胍基,利用胍基与金属离子的弱相互作用,对酶的结构进行调整。该模型利用胍基稳定碳酸酯过渡态这一经典相互作用,获得了催化活性较理想的酶模型。该项研究为将超分子方法应用于新型酶模型的构建提供了可能性。基于对模拟酶的催化中心和结合部位所处微环境效应的考虑,我们以金纳米粒子作为三维骨架,利用超分子化学方法在纳米粒子表面引入多个水解酶的催化中心,获得了高催化活力的纳米水解酶,并通过pH-速率以及高pH条件下的动力学研究了纳米超分子酶的水解机理。催化动力学研究表明,酶催化所需特定的微环境效应是构筑模拟酶的关键因素之一。