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核酶的特点及应用
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核酶 科学家在研究RNA的转录后加工时发现某些RNA有催化活性，可以催化RNA的剪接，这些由活细胞合成、起催化作用的RNA称为核酶。许多核酶的底物也是RNA，甚至就是其自身，其催化反应也具有专一性。 已经阐明的天然核酶有锤头状核酶、发夹状核酶、I型内含子、Ⅱ型内含子、丁型肝炎病毒核酶、核糖核酸酶P、肽基转移酶等。如何评价核酶的理论意义与实际意义，如何看待核酶与传统意义上的酶在代谢中的地位，都有待进一步研究。 1.核酶发现 核酶最早由Cech和 Altman（1989年诺贝尔化学奖获得者）发现。1967年，Woese、 Crick与 Orgel等基于RNA二级结构的复杂程度提出其可能有催化活性；1982年，Cech在研究四膜虫rRNA前体剪接时发现其内含子有自我剪接活性；1983年，Altman在研究细菌tRNA前体时发现核糖核酸酶P中的MRNA参与tRNA前体转录后加工；1982年， Kruger等建议将有催化活性的RNA命名为“ ribozyme（核酶）”。 2.核酶特点 到目前为止发现的各种核酶有以下特点。 （1）核酶的化学本质为RNA或RNA片段。有些核糖核蛋白也有催化作用，但活性中心位于其蛋白质成分上，并不属于核酶，例如端粒酶。然而，如果核糖核蛋白的RNA含活性中心，则该RNA组分就是核酶，例如核糖核酸酶P分子中的M1RNA。 （2）核酶的底物种类比较少，大多数是自身RNA或其他RNA分子，并因此分为自体催化、异体催化两种类型。此外还有其他底物，例如肽基转移酶的底物是氨酰tRNA和肽酰tRNA。 （3）核酶的催化效率比酶低得多。 （4）核酶也具有专一性。例如，M1RNA只剪切RNA前体5′端的额外核苷酸，不剪切其3′端的额外核苷酸及其他序列。 （5）核酶所催化的反应都是不可逆的。 （6）核酶催化反应时需要Mg2+，Mg3+既维持核酶的活性构象，又参与催化反应。 （7）多数核酶在细胞内含量极低。 3.核酶意义 ①核酶的发现和研究使我们对RNA的生理功能有了进一步的认识，即它既是遗传信息的载体，又是生物催化剂，兼有DNA和蛋白质两类生物大分子的功能。 ②核酶的发现动摇了所有生物催化剂都是蛋白质的传统观念。 ③核酶的发现对于了解生命进化过程具有重要意义，RNA或许是最早出现的生物大分子。 4.核酶应用 ①基因治疗；②特定RNA降解；③生物传感器；④功能基因组学；⑤基因发现。 作者：毕合生物 公众号：毕合生物 毕合生物提供服务内容：分子生物学、免疫, 重组蛋白及ELISA相关、活性小分子化合物、高端化学、材料化学、细胞资源库与培养相关、生命科学、天然产物 |
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