13,339
次編輯
變更
核酶
,'''核酶'''（ribozyme）是具有[[催化功能]]的[[小分子RNA]] ，属于生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。
核酶可通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA，即化学本质是[[核糖核酸]]（RNA）。 核酶的作用底物可以是不同的分子，有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多，有的能够切割[[RNA]]，有的能够切割DNA，有些还具有RNA [[连接酶]]、[[磷酸酶]]等活性。与酶(enzyme)相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的[[催化酶]]。
[[File:核酶1.jpg|缩略图|核酶[https://dss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=10276141,264361382&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=10276141,264361382&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
'''中文名''':[[核酶]]
'''外文名''':[[ribozyme]]
'''定 义''':[[具有催化功能的小分子RNA]]
'''类 型'''：[[生物催化剂]]
==发现==
1982年，[[美国]]科学家[[T.Cech]]和他的同事在对“[[四膜虫编码rRNA]]前体的DNA序列含有间隔内含子序列”的研究中发现，自身剪接内含子的RNA具有催化功能，并因此获得了1989年[[诺贝尔化学奖]]。 <ref>[冯作化 药立波．生物化学与分子生物学．北京：人民卫生出版社，2015年]</ref>
<ref>[王镜岩 朱圣庚 徐长法．生物化学．北京：高等教育出版社，2002年]</ref> 为了与[[酶]]（enzyme）区分，[[Cech]]将它命名为[[ribozyme]]，其中文译名“核酶”已得到大多数人的认可。因为其本质是RNA，而且不参与翻译，所以它又属于组成型非编码RNA中的一份子。核酶在非编码RNA的分类中亦被称为“催化性小RNA”。 ；
[[File:核酶2.jpg|缩略图|核酶[https://dss1.bdstatic.com/70cFuXSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2797411313,3058361914&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss1.bdstatic.com/70cFuXSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2797411313,3058361914&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
==特点==
与一般的翻译RNA相比，核酶具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。更重要的是，核酶在切断mRNA后，又可从[[杂交链]]上解脱下来，重新结合和切割其它的mRNA分子。 <ref>[医学分子生物学．胡维新：科学出版社，2012年]</ref>
==分类==
核酶是具有[[催化活性]]的RNA ，主要参加RNA的加工与成熟。天然核酶可分为四类：（1）异体催化剪切型，如RNaseP；（2）自体催化的剪切型，如植物类病毒、拟病毒和卫星RNA；（3）第一组内含子自我剪接型，如四膜虫大核26SrRNA；（4）第二组内含子自我剪接型。利用反义技术研制的药物称反义药物。反义药物作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于多种[[疾病]]的治疗，如[[传染病]]、[[炎症]]、[[心血管疾病]]及[[肿瘤]]等。与传统药物比较反义药物更具选择性及效率，因此也更高效低毒。基于上述特点反义药物已成为药物研究和开发的热点。而且反义技术还可以应用于生物科学的基础研究。
==作用==
随着对核酶的深入研究，已经认识到核酶在遗传病，肿瘤和病毒性疾病上的潜力。
比如，对于[[艾滋病毒HIV]]的转录信息来源于RNA而非DNA，核酶能够在特定位点切断RNA，使得它失去活性。如果一个能专一识别HIV的RNA的核酶存在于被病毒感染的细胞内，那么它就能建立抵抗入侵的第一防线。甚至，HIV确实进入到了细胞并进行了复制，RNA也可以在[[病毒]]生活史的不同阶段切断HIV的RNA而不影响自身的RNA。又如，[[白血病]]是造血系统的[[恶性肿瘤]],尚缺少有效的治疗方法。核酶的发现，尤其是[[锤头状核酶]]，为白血病的基因治疗带来了新的希望。近些年，在国外的一些国家已经在小白鼠体内得到较好的效果。 核酶是在对多种[[植物病毒卫星RNA]]及[[类病毒RNA]]的自我剪接研究中 发现的，数量较少，常见于rRNA的内含子。
核酶的具体作用主要有：
[[File:核酶3.jpg|缩略图|核酶[https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=427402592,4187193682&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=427402592,4187193682&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
1. 核苷酸转移作用。
2. 水解反应，即磷酸二酯酶作用。
3.[[ 磷酸转移]]反应，类似[[磷酸转移酶]]作用。
4. [[脱磷酸]]作用，即酸性磷酸酶作用。
5. RNA内切反应，即RNA[[限制性内切酶]]作用。[[核酸内切酶]]可以[[催化水解多核苷酸]]内部的[[磷酸二酯键]]。有些核酸内切酶仅水解5′磷酸二酯键，把磷酸基团留在3′位置上，称为5′-内切酶；而有些仅水解3′-磷酸二酯键，把磷酸基团留在5′位置上，称为3′-内切酶。能专一性地识别并水解双链DNA上的特异核苷酸顺序，称为限制性核酸内切酶（restriction endonuclease，简称限制酶）。当外源DNA侵入细菌后，限制性内切酶可将其水解切成片段，从而限制了外源DNA在[[细菌细胞]]内的表达，而细菌本身的DNA由于在该特异核苷酸顺序处被甲基化酶修饰，不被水解，从而得到保护。限制性核酸内切酶可被分成三种类型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亚基有通过在特殊碱基上补加[[甲基基团]]对DNA进行化学修饰的活性。Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修饰DNA，能在所识别的特殊核苷酸顺序内或附近切割DNA。因此，被广泛用于DNA分子克隆和[[序列测定]]。
==人工合成==
随着对核酶进一步研究，人们还人工合成了一些具有[[催化活性]]的DNA。
并没有发现有天然存在的催化性DNA。
==视频==
==催化剂宣传片==
； {{#iDisplay:z0744qfn8uh | 560 | 390 | qq }}
【初中生物】酶催化作用的影响因素，你还知道哪些?
{{#iDisplay:w31186mksms | 560 | 390 | qq }}
核酶可通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断靶基因的表达。
核酶一词用于描述具有催化活性的RNA，即化学本质是[[核糖核酸]]（RNA）。 核酶的作用底物可以是不同的分子，有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多，有的能够切割[[RNA]]，有的能够切割DNA，有些还具有RNA [[连接酶]]、[[磷酸酶]]等活性。与酶(enzyme)相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的[[催化酶]]。
[[File:核酶1.jpg|缩略图|核酶[https://dss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=10276141,264361382&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=10276141,264361382&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
'''中文名''':[[核酶]]
'''外文名''':[[ribozyme]]
'''定 义''':[[具有催化功能的小分子RNA]]
'''类 型'''：[[生物催化剂]]
==发现==
1982年，[[美国]]科学家[[T.Cech]]和他的同事在对“[[四膜虫编码rRNA]]前体的DNA序列含有间隔内含子序列”的研究中发现，自身剪接内含子的RNA具有催化功能，并因此获得了1989年[[诺贝尔化学奖]]。 <ref>[冯作化 药立波．生物化学与分子生物学．北京：人民卫生出版社，2015年]</ref>
<ref>[王镜岩 朱圣庚 徐长法．生物化学．北京：高等教育出版社，2002年]</ref> 为了与[[酶]]（enzyme）区分，[[Cech]]将它命名为[[ribozyme]]，其中文译名“核酶”已得到大多数人的认可。因为其本质是RNA，而且不参与翻译，所以它又属于组成型非编码RNA中的一份子。核酶在非编码RNA的分类中亦被称为“催化性小RNA”。 ；
[[File:核酶2.jpg|缩略图|核酶[https://dss1.bdstatic.com/70cFuXSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2797411313,3058361914&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss1.bdstatic.com/70cFuXSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2797411313,3058361914&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
==特点==
与一般的翻译RNA相比，核酶具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。更重要的是，核酶在切断mRNA后，又可从[[杂交链]]上解脱下来，重新结合和切割其它的mRNA分子。 <ref>[医学分子生物学．胡维新：科学出版社，2012年]</ref>
==分类==
核酶是具有[[催化活性]]的RNA ，主要参加RNA的加工与成熟。天然核酶可分为四类：（1）异体催化剪切型，如RNaseP；（2）自体催化的剪切型，如植物类病毒、拟病毒和卫星RNA；（3）第一组内含子自我剪接型，如四膜虫大核26SrRNA；（4）第二组内含子自我剪接型。利用反义技术研制的药物称反义药物。反义药物作用于产生蛋白的基因，因此可广泛应用于多种[[疾病]]的治疗，如[[传染病]]、[[炎症]]、[[心血管疾病]]及[[肿瘤]]等。与传统药物比较反义药物更具选择性及效率，因此也更高效低毒。基于上述特点反义药物已成为药物研究和开发的热点。而且反义技术还可以应用于生物科学的基础研究。
==作用==
随着对核酶的深入研究，已经认识到核酶在遗传病，肿瘤和病毒性疾病上的潜力。
比如，对于[[艾滋病毒HIV]]的转录信息来源于RNA而非DNA，核酶能够在特定位点切断RNA，使得它失去活性。如果一个能专一识别HIV的RNA的核酶存在于被病毒感染的细胞内，那么它就能建立抵抗入侵的第一防线。甚至，HIV确实进入到了细胞并进行了复制，RNA也可以在[[病毒]]生活史的不同阶段切断HIV的RNA而不影响自身的RNA。又如，[[白血病]]是造血系统的[[恶性肿瘤]],尚缺少有效的治疗方法。核酶的发现，尤其是[[锤头状核酶]]，为白血病的基因治疗带来了新的希望。近些年，在国外的一些国家已经在小白鼠体内得到较好的效果。 核酶是在对多种[[植物病毒卫星RNA]]及[[类病毒RNA]]的自我剪接研究中 发现的，数量较少，常见于rRNA的内含子。
核酶的具体作用主要有：
[[File:核酶3.jpg|缩略图|核酶[https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=427402592,4187193682&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=427402592,4187193682&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
1. 核苷酸转移作用。
2. 水解反应，即磷酸二酯酶作用。
3.[[ 磷酸转移]]反应，类似[[磷酸转移酶]]作用。
4. [[脱磷酸]]作用，即酸性磷酸酶作用。
5. RNA内切反应，即RNA[[限制性内切酶]]作用。[[核酸内切酶]]可以[[催化水解多核苷酸]]内部的[[磷酸二酯键]]。有些核酸内切酶仅水解5′磷酸二酯键，把磷酸基团留在3′位置上，称为5′-内切酶；而有些仅水解3′-磷酸二酯键，把磷酸基团留在5′位置上，称为3′-内切酶。能专一性地识别并水解双链DNA上的特异核苷酸顺序，称为限制性核酸内切酶（restriction endonuclease，简称限制酶）。当外源DNA侵入细菌后，限制性内切酶可将其水解切成片段，从而限制了外源DNA在[[细菌细胞]]内的表达，而细菌本身的DNA由于在该特异核苷酸顺序处被甲基化酶修饰，不被水解，从而得到保护。限制性核酸内切酶可被分成三种类型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亚基有通过在特殊碱基上补加[[甲基基团]]对DNA进行化学修饰的活性。Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修饰DNA，能在所识别的特殊核苷酸顺序内或附近切割DNA。因此，被广泛用于DNA分子克隆和[[序列测定]]。
==人工合成==
随着对核酶进一步研究，人们还人工合成了一些具有[[催化活性]]的DNA。
并没有发现有天然存在的催化性DNA。
==视频==
==催化剂宣传片==
； {{#iDisplay:z0744qfn8uh | 560 | 390 | qq }}
【初中生物】酶催化作用的影响因素，你还知道哪些?
{{#iDisplay:w31186mksms | 560 | 390 | qq }}