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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 生物醫(yī)藥區(qū) » 生物科學 » 蛋白/酶 » 核酶的特點及應用
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核酶的特點及應用
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核酶 科學家在研究RNA的轉(zhuǎn)錄后加工時發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性，可以催化RNA的剪接，這些由活細胞合成、起催化作用的RNA稱為核酶。許多核酶的底物也是RNA，甚至就是其自身，其催化反應也具有專一性。 已經(jīng)闡明的天然核酶有錘頭狀核酶、發(fā)夾狀核酶、I型內(nèi)含子、Ⅱ型內(nèi)含子、丁型肝炎病毒核酶、核糖核酸酶P、肽基轉(zhuǎn)移酶等。如何評價核酶的理論意義與實際意義，如何看待核酶與傳統(tǒng)意義上的酶在代謝中的地位，都有待進一步研究。 1.核酶發(fā)現(xiàn) 核酶最早由Cech和 Altman（1989年諾貝爾化學獎獲得者）發(fā)現(xiàn)。1967年，Woese、 Crick與 Orgel等基于RNA二級結構的復雜程度提出其可能有催化活性；1982年，Cech在研究四膜蟲rRNA前體剪接時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)含子有自我剪接活性；1983年，Altman在研究細菌tRNA前體時發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P中的MRNA參與tRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工；1982年， Kruger等建議將有催化活性的RNA命名為“ ribozyme（核酶）”。 2.核酶特點 到目前為止發(fā)現(xiàn)的各種核酶有以下特點。 （1）核酶的化學本質(zhì)為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質(zhì)成分上，并不屬于核酶，例如端粒酶。然而，如果核糖核蛋白的RNA含活性中心，則該RNA組分就是核酶，例如核糖核酸酶P分子中的M1RNA。 （2）核酶的底物種類比較少，大多數(shù)是自身RNA或其他RNA分子，并因此分為自體催化、異體催化兩種類型。此外還有其他底物，例如肽基轉(zhuǎn)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）核酶也具有專一性。例如，M1RNA只剪切RNA前體5′端的額外核苷酸，不剪切其3′端的額外核苷酸及其他序列。 （5）核酶所催化的反應都是不可逆的。 （6）核酶催化反應時需要Mg2+，Mg3+既維持核酶的活性構象，又參與催化反應。 （7）多數(shù)核酶在細胞內(nèi)含量極低。 3.核酶意義 ①核酶的發(fā)現(xiàn)和研究使我們對RNA的生理功能有了進一步的認識，即它既是遺傳信息的載體，又是生物催化劑，兼有DNA和蛋白質(zhì)兩類生物大分子的功能。 ②核酶的發(fā)現(xiàn)動搖了所有生物催化劑都是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念。 ③核酶的發(fā)現(xiàn)對于了解生命進化過程具有重要意義，RNA或許是最早出現(xiàn)的生物大分子。 4.核酶應用 ①基因治療；②特定RNA降解；③生物傳感器；④功能基因組學；⑤基因發(fā)現(xiàn)。 作者：畢合生物 公眾號：畢合生物 畢合生物提供服務內(nèi)容：分子生物學、免疫, 重組蛋白及ELISA相關、活性小分子化合物、高端化學、材料化學、細胞資源庫與培養(yǎng)相關、生命科學、天然產(chǎn)物 |
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