酶不仅限于以蛋白质为本质,下面要介绍的就是酶中的异类——核酶

基本

情况

核酶是1981 年由Cech 和Alfman 在研究四膜虫mRNA 前体的剪接中首先发现, 此二人由此获得1989 年的诺贝尔奖。
核酶(ribozyme)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), 却具有酶的催化功能。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。与蛋白质酶相比,核酶的催化效率较低,是一种较为原始的催化酶。

分为剪切型核酶和剪接型核酶,其中前者分为锤头状核酶、发夹状核酶丁型肝炎病毒核酶和RNaseP,后者包括Ⅰ类内含子、 Ⅱ类内含子。
最简单的核酶RNA 二级结构呈锤头状。它包括底物部分和催化部分, 前者与底物RNA 链互补结合,后者在特定位点切割靶RNA 分子[ 2] 。核酶在切割和降解完靶RNA 后可重新形成高级结构, 以防止RNA 酶降解并循环催化其余的靶RNA 。

核酶是通过碱基互补配对与底物形成杂交双链结构, 从而使核酶具较普通蛋白酶更高的底物特异性, 同时作为核酶的底物需具备核酶的特异识别位点GUC 。另外, 核酶在细胞内作用的发挥需Mg2+、Mn2+等二价金属阳离子的参与, 这些金属离子为核酶提供静电屏障或造成其空间结构改变, 它们既是催化反应所必需的, 又是核酶维持其三维结构稳定所不可缺少的。

基因

治疗

核酶切割RNA 不仅是其自身的主要功能特点, 也是其

用于阻断基因表达和抗病毒治疗的主要依据。核酶作为基因治疗的新方法, 已被用于控制多种病毒感染和治疗癌症的研究中。

人们从上世纪末就开始进行相关研究。一般的基因治疗的主要步骤有


 

对肝炎病毒的抑制试验也早已有开展。乙肝病毒是双链DNA病毒,在其复制过程中需经过一逆转录过程,需通过一前基因RNA中间体状态 Weizoacker针对这一基因组设计了锤头型核酶,在体内成功观察到了对HBV前基因RNA的切割,效率达80% 。