核酸酶相互作用在生物功能中起着基础作用，包括转录和翻译。天然核酸如dna也广泛应用于材料领域，如dna引导的纳米材料自组装。受此启发，聚合物化学家做出了非凡的努力，在合成聚合物中模拟天然核酸的结构和功能。观察到类似的序列依赖性反应，并将其用于这些含核酸酶的聚合物的自组装。
然界中的核酸(dna/rna)代表最强大的生物分子。它们通过与相应的互补链杂交来作为遗传物质进行基因转录和翻译。具体地说，dna在生命系统中将遗传信息一代传递给下一代，而rna通过复制dna的遗传信息来引导氨基酸精确组装成蛋白质。此外，在材料科学领域，核酸也因其选择性杂交能力、独特的几何结构、形成纳米级构件的能力、定向自组装和灵活的可编程性而被开发[1-4]。例如，dna功能化颗粒简单地通过功能化dna链的杂交组装成独特的结构。这种简单的相互作用还使dna纳米结构能够折叠成受控的形状，纳米致动器，纳米传感器，纳米修复器和其他纳米器件。此外，dna已被用作各种其他生物学目的治疗措施[15，16]。尽管到目前为止dna已经为概念验证纳米材料带来了一些革命性的进展，但由于dna的成本、规模和范围的限制，其更广泛的影响受到限制。因此，聚合物化学家进行了各种尝试，以走向含有聚合物的模拟dna的核酸酶。
自然界中含有核酸酶的聚合物
dna和rna是自然界中含有核酸酶的聚合物。这些聚合物之间的中心分子相互作用是相应核苷酸之间的氢键；这些含氮碱基是腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(g)、威尼斯5139手机版-9778818威尼斯(c)、胸腺嘧啶(t)和尿嘧啶(u)。dna通常形成双链，通过腺嘌呤(a)和胸腺嘧啶(t)之间的氢键；胞嘧啶(c)和鸟嘌呤(g)之间的氢键稳定。在大多数情况下，rna由一条核酸组成，在其核苷酸配对中使用尿嘧啶(u)而不是胸腺嘧啶(t)。除了在自然界中dna/rna的生物合成，寡核苷酸合成是基于亚磷酰胺化学，这是在1980年代开发的，后来与固相支持和自动化相结合(图1)。然而，合成寡核苷酸的长度受到偶联效率和随后的纯化步骤的限制，这导致合成单链dna/rna的典型长度约为70~100个碱基，错误率低。最近，zauscher等人。利用转移酶催化的活链增长缩聚合成定义明确的天然dna序列，例如同型多核苷酸(poly(dt)，poly(da)，随机多核苷酸，以及超过1000个碱基的嵌段多核苷酸。这项工作是在没有dna模板的情况下采用酶活聚合来实现dna合成的一个很好的例子。
图1：自然界中含核酸酶聚合物的通用化学结构和磷酰胺dna合成循环