利用晶体结构数据所提供的主要活性部位氨基酸残基的序列位置和分隔距离，采用“表面模拟”合成法将构成酶活力部位位置相邻的氨基酸残基以适当的空间位置和取向通过肽键相连，而分隔距离则用无侧链取代的甘氨酸或半胱氨酸调节，这样就能模拟酶活力部位氨基酸残基的空间位置和构象。

一组包含组氨酸残基的双亲短肽（图1）被合成，并用于模拟酯酶催化2,4-二硝基乙酸乙酯（DNPA）的水解。自组装化合物在pH值为7.4的透射电子显微镜（TEM）显微照片显示，形成了高纵横比的纳米结构，其直径为7±1纳米，长度范围从数百纳米到几微米。

图1 分子1a，1b 和2a，2b 的结构式

含有组氨酸的十四肽（NH₂-HSGQQKFQFQFEQQ-Am）自组装后同样得到了微观呈纳米纤维状的肽酶（肽模拟酶），其催化底物对硝基苯酚乙酸酯（p-NPA）水解的反应动力学符合米氏方程，表明该模拟酶与天然酶的酶学性质相似。此外，含有两个组氨酸残基的双亲性多肽模拟酶1（图2）组装形成的纳米纤维，其组装形成的纳米纤维一方面可以模拟碱性磷酸酶（ALP），催化有机磷化合物水解释放出磷酸根基团；另一方面，又可以为生成的磷酸钙提供良好的附着载体，实现对钙离子（Ca²⁺）的生物矿化。

图2 分子1的结构式

利用多肽分子组装构筑模拟酶具有独特优势：①以自身所形成的多肽超分子为骨架，利用多肽上的氨基酸作为催化基团，使其与天然酶具有非常相近的结构和生物化学性质。②天然氨基酸种类繁多，其亲水性、疏水性和带电性质有明显的差异，通过设计不同的多肽序列，可以获得具有不同性质的肽组装，实现对模拟酶催化活性或选择性的调控。③肽基材料具有细胞毒性低、生物相容性好的优点，对环境危害小，更适用于生物系统。