天然酶在执行其生物功能过程中往往不是以单体形式存在,而通过彼此相互结合,形成有利于反应进行的复合催化中心,提高其催化效率。然而,由于蛋白酶与蛋白酶相互作用过程转瞬即逝,人们对多酶聚集如何控制其催化性质知之甚少。近年来,一些天然水解酶,如硅蛋白,可形成纤维状特殊纳米结构,高效水解硅醇氧化物实现体内生物矿化。因而,研究水解酶的这种聚集行为,将有助于人们探索其结构与活性关系,揭示多酶协同催化的本质规律。超分子作为一种新颖的人工酶精准构筑方法,可通过有序组装将天然酶的关键催化基团周期性排布,并且借助刺激响应超分子复合对其组装结构进行动态调控,以完成酶活性的可逆调节。超分子组装体,尤其是短肽组装体,以其良好的生物相容性,以及与天然酶相似的结构组分,是研究多酶协同催化过程的理想平台。然而,迄今为止多数超分子水解酶研究致力于阐明单个催化元件及其组装行为对催化活性的影响,而组装结构和组装过程的影响机制仍不确定。因此,本论文基于CB[8]的主客体超分子复合,构筑了一种光刺激响应的水解酶模型,通过研究其组装结构的微观形貌转变,阐明结构和活性的关系。具体内容如下:1.基于短肽超双亲组装体构筑光响应超分子水解酶模型。合成了修饰有短肽的马来紫精（MV-HGC/MV-RGC）为亲水客体分子,修饰有三叉烷基链的偶氮苯（Azo-TBA）为疏水客体分子,通过CB[8]三元复合形成超双亲分子,并利用其自组装性质成功构建了一种具有光响应的囊泡状水解酶。通过优化催化基团与底物结合基团的共组装摩尔比,获得了活性最佳的超分子人工水解酶模型V-H₁₀R₁。同时,利用紫外光谱和动态光散射（DLS）证明了囊泡偶氮苯部分的光致异构效应,及其触发囊泡解组装与重组装的循环过程。2.超分子水解酶模型的结构调控与催化活性研究。通过研究紫外-可见光照射下囊泡状水解酶V-H₁₀R₁的动态形貌转变过程,明确了其刺激响应和恢复时间分别为10 min和30 min,并观察到出芽、分裂、裂解三个重要的中间态组装结构。同时,通过计算中间态结构对应的酶学动力学参数,阐明了超分子水解酶的构效关系,揭示了其协同催化影响机制,包括:表面分子重排,氨基酸氢键相互作用,疏水堆叠微环境等对k_cat和K_m值的影响。光响应组装与解组装研究进一步证明了该催化过程可实现至少5个催化循环,且仍保留93.3%的活性。此外,细胞实验还表明,该水解酶模型具有优异的生物相容性和稳定性,在生物催化领域展现出较好的应用前景。