DNA杂化催化剂是利用其天然空间三维结构与金属物种相互作用组装而成的一类新型生物杂化催化剂，应用于不对称合成、传感检测、药物化学等领域。基于双螺旋DNA和G-四链体DNA的不对称催化已经取得了一些重要的研究结果，然而，DNA杂化催化剂的构筑策略比较单一并且其催化机理解析困难仍是制约该领域深入发展的瓶颈问题。

相比双螺旋DNA，富含胞嘧啶的单链DNA可以折叠成i-motif结构，它具有可变的胞嘧啶-胞嘧啶碱基对（C:C），这为设计新型DNA杂化催化剂提供了调控途径。近日，陕西师范大学的王长号教授课题组提出了一种Ag⁺离子调控DNA杂化催化剂的组装策略，成功构筑了含有C-Ag⁺-C碱基对的i-motif DNA杂化催化剂，实现了水相中Diels-Alder反应的高效不对称催化。

采用不同的谱学技术表征i-motif DNA与金属物种的相互作用。紫外可见光谱和圆二色光谱表明Ag⁺与i-motif DNA相互作用且促进i-motif结构形成，活性中心Cu²⁺离子的加入并未改变i-motif DNA(Ag⁺)的手性结构。核磁滴定实验表明C:C+碱基对的质子被Ag⁺离子取代，形成了C-Ag⁺-C碱基对。荧光光谱熔点曲线实验则表明C-Ag⁺-C碱基对的形成能够稳定i-motif结构。

采用等温滴定量热法（ITC）研究了i-motif DNA与金属离子的结合数和热动力学过程。Ag⁺与i-motif DNA的结合数接近6，表明i-motif DNA中形成了六个C-Ag⁺-C碱基对。负焓变化（ΔH）和负吉布斯自由能变化（ΔG）有利于C-Ag⁺-C碱基对的形成，负熵变（∆S）表明C-Ag⁺-C碱基对形成导致DNA从无序结构转变变为紧凑的i-motif结构。Cu²⁺与i-motif DNA(Ag⁺)的结合数为1，结合碱基突变实验结果说明Cu²⁺优先与未配对的环区碱基结合形成i-motif DNA(Ag⁺)/Cu²⁺催化剂。

最后，作者利用理论计算探究了i-motif DNA(Ag⁺)/Cu²⁺的精细结构及其可能催化机理。提出了i-motif DNA杂化催化剂的可能精细配位结构，其中Cu²⁺与DNA中A18碱基的N7原子、相邻脱氧核苷酸的两个磷酸氧原子结合（T16P-O和A17P-O）形成稳定结构。i-motif DNA(Ag⁺)/Cu²⁺与烯酮类底物1a相互作用形成手性中间体，环戊二烯优先进攻Re面获得产物的绝对构型与实验一致。

综上所述，本研究构筑了含Ag⁺的i-motif DNA杂化催化剂，实现了基于i-motif DNA的高效不对称催化，建立了i-motif DNA不对称催化模型。该工作为构筑高效DNA杂化催化剂提供了一种碱基对调控策略，并且含有Ag⁺的i-motif DNA具有独特的四链体结构可为筛选特异性i-motif配体提供研究平台。