由于具有独特的分子识别和编码能力,DNA的应用范畴已经扩展到生物传感、疾病诊断、靶向递送药物和信息存储等领域,这使得高效、精准的合成DNA材料成为了推进其应用的关键。目前获得自定义序列DNA最常用的方法是固相亚磷酰胺合成法,其固有的逐步循环合成方式导致产生的DNA长度受限,并且合成循环中使用的有机试剂极大的提升了在DNA中掺入碱基修饰核苷酸或人造核苷酸的难度。因此,研究人员一直在探索新的替代方案。其中,一种基于独特的无模板依赖型的DNA聚合酶末端脱氧核苷酸转移酶（Terminal deoxynucleotidyl transferase,Td T）的酶促合成法被认为是较理想的替代者。然而,Td T不可控的随机快速聚合方式导致获得自定义序列较困难。现阶段基于Td T的DNA精准合成技术是生物法与化学法的结合,仍然无法摆脱“保护—脱保护”的复杂过程,导致合成的劳动密集和高成本。面对上述挑战,本文旨在开发一种能调控Td T合成过程,使其以天然的d NTPs单体为底物,每个合成循环获得均一的短聚合产物甚至单核苷酸聚合的简便方法。为了实现上述目标,我们从两个方面对Td T酶促DNA聚合进行调控。一方面,通过调节Td T反应体系中K+、Mg2+和Co2+浓度的方法来影响Td T的聚合过程,进而为四种d NTPs优化出各自的Td T聚合体系;另一方面,从改造酶结构的角度出发,构建突变型Td T来调控Td T酶促DNA聚合过程。研究结果表明当K+为400m M时Td T对四种d NTPs均有明显的降低聚合长度提升聚合均一度的作用,当体系中的二价金属离子仅为10 m M Mg2+时,其对d TTP的聚合效果较好,当体系中的二价金属离子仅为0.25 m M Co2+时,Td T对d ATP和d CTP的聚合效果较好,d GTP的最优聚合体系中Mg2+和Co2+浓度分别为10 m M和0.25 m M。突变型Td TD170E和Td TD399A聚合长度明显降低且均一度明显提升。此外,本文建立了两种具有一定通用性的固相酶促合成系统,为更精确的分析和量化Td T聚合产物的长度和分子量均一度以及实现酶促合成DNA过程的自动化奠定基础。此外,本研究还在液相中和固相载体表面上分别证明了Td T对非天然核苷酸d XTP和d YTP的聚合能力,为在寡核苷酸中掺入功能化核苷酸或核苷酸类似物提供一种新方法。