第六章 核酶和抗体酶

分子酶学复习重点1 剪接型核酶:定义：指RNA分子被磷酸二酯酶切割后，伴随着形成新的磷酸二酯键，即磷酸二酯键的转移反应或称转酯反应。

2 剪切型核酶: 这类核酶的作用是只剪不接，催化自身RNA或不同的RNA分子，切下特异行核苷酸序列。

3 探针酶：既保持高度的反应性，又能在DNA中任意选定的区域内进行切割的酶。

实质是核酸内切酶，由两部分组成，第一部分叫做切割系统，为核酸切割试剂或酶，第二部分叫做识别系统，可以识别核酸底物的特定核苷酸序列。

4 人工酶：人工合成的具有催化活性的蛋白质或多肽。

5 模拟酶：利用有机化学合成的一些比酶结构简单得多但具有催化功能的非蛋白质分子。

6 抗体酶：又称催化抗体，是一类具有催化能力的免疫球蛋白，即通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化化学反应。

7 克隆酶：基因工程将某种酶基因导入宿主细胞中大量表达其产物为克隆酶，即用基因工程技术生产的酶。

8 突变酶：用基因定位突变技术修饰天然酶基因，然后用基因工程技术生产该突变基因的酶，被称为突变酶。

9 酶活力（enzyme activity）也称为酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力。

10 酶的比活力：单位质量样品中的酶活力；1mg蛋白质中所含的U数；1Kg蛋白质中所含的Kat数。

11 酶的转换数（K cat）：当酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子所转换底物分子数，又叫转换数（简称TN）, Kcat可以用来衡量酶的催化效率，越大效率越高。

12 亲和标记：利用酶对S的特殊亲和力，将酶加以修饰标记，故称之为亲和标记。

13差别修饰法（差别标记）：这种方法是非特异性试剂标记法的一个发展。

它利用竞争性抑制剂或底物预先占据活性中心，使非特异性试剂只修饰活性中心以外的基团，然后透析除去保护剂（即竞争性抑制剂或底物），再用同位素标记的非特异性试剂修饰活性中心的基团。

经氨基酸分析可知哪些基团位于活性中心。

1. 简述信号肽的特点和转运机制。

信号肽具有两个特点：1）位于分泌蛋白前体的N-端2）引导分泌蛋白进入膜以后，信号肽将被内质网腔内的信号肽酶切除信号肽的转运机制：信号肽运作的机制相当复杂，有关组分包括信号肽识别颗粒（SRP）及其受体、信号序列受体（SSR）、核糖体受体和信号肽酶复合物。

信号肽发挥作用时，首先是尚在延伸的、仍与核糖体结合的新生肽链中的信号肽与SRP结合，然后通过三重结合（即信号肽与SSR 的结合、SRP及其受体结合、核糖体及其受体的结合）。

当信号肽将新生肽链引导进入内质网腔内后，在信号肽酶复合物的作用下，已完成使命的信号肽被切除。

2. 同工酶产生的原因是什么研究同工酶有何意义为什么可以用电泳的方法分离鉴定同工酶初级同工酶产生的原因是由于酶蛋白的编码基因不同，次级同工酶产生的原因是虽然编码基因相同，但基因转录产物mRNA或翻译产物加工过程不同。

1）在遗传学和分类学上，同工酶提供了一种精良的判别遗传标志的工具；2）在发育学上，同工酶有效的标志细胞类型及细胞在不同条件下的分化情况，以及个体发育和系统发育的关系。

3）在生物化学和生理学上，根据不同器官组织中同工酶的动力学、底物专一性、辅助因子专一性、酶的变构性等性质的差异，从而解释它们代谢功能的差异。

4）在医学和临床诊断上，体内同工酶的变化，可看作机体组织损伤、或遗传缺陷，或肿瘤分化的分子标记。

因为同工酶的功能虽然相同，但是其分子量和其所带电荷数有差异，故可以用电泳的分析方法鉴定。

3. 生物膜主要有哪些生物学功能任举一例说明膜结构与功能的密切关系。

生物膜的生物学功能可以概括如下：1）区域化或房室化2）物质的跨膜运输3）能量转换（氧化磷酸化）4）细胞识别4. 研究蛋白质一级结构有哪些意义蛋白质的一级结构即多肽链中氨基酸残基的排列顺序（N端—C端）是由基因编码的，是蛋白质高级结构的基础，因此一级结构的测定成为十分重要的基础研究。

一级结构的特定的氨基酸序列决定了肽链的折叠模式，从而决定其高级结构，从而决定其功能。

什么是抗体酶？抗体酶有何特性？答：抗体酶指既是抗体又具有催化功能的蛋白质。

因为它是具有催化活性的抗体，故又称为“催化性抗体”。

抗体酶具有典型的酶反应特性；与配体(底物)结合的专一性，包括立体专一性，抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性；具有高效催化性，一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104～108倍，有的反应速度已接近于天然酶促反应速度；抗体酶还具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH依赖性等。

抗体酶与天然酶相比，最大的优点在于抗体的种类繁多，抗体的精细识别性使其能结合几乎任何天然的或合成的分子，制备成功的抗体酶不但能催化一些天然酶能催化的反应，而且还能催化一些天然酶不能催化的反应。

简述抗体酶的制备原理。

答：抗体酶的制备主要有诱导法、引入法、拷贝法等方法。

诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体，筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶；引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能；拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。

核酶是如何发现的? 核酶的发现有什么重要意义？答：1982年，美国的T.Cech等研究发现原生动物四膜虫的26SrRNA前体能够在完全没有蛋白质的情况下，自我加工、拼接，得到成熟的rRNA。

1983年，S.Altman等研究RNaseP时发现，将RNaseP的蛋白质与RNA分离，分别测定，发现蛋白质部分没有催化活性；RNaseP的蛋白质部分除去并提高Mg2+，则留下的RNA部分具有与全酶相同的催化活性。

1986年，T.Cech与连接，具有核糖核酸酶和RNA聚合酶的活性。

核酶的发现，证明了核酸既是信息分子，又是功能分子，对于研究生命的起源，了解核酸新功能，以及重新认识酶的概念等都具有重要意义。

简述L19 RNA（L19 IVS）的生成及其催化反应。

答：1982年Cech等人在研究四膜虫前体rENA拼接机制时发现，在没有仟何蛋白质酶参与下，几秒钟内自动切除含有413nt的IVS(间插序列片段interveningsequcnce，IVS)，并产生成熟的rRNA，但反应体系需镁离子和鸟苷酸或鸟苷(均需有3¢-OH)参与。

课外练习题一、名词解释1、酶：是活细胞产生的对其特异底物起高效催化作用的生物分子，包括蛋白质和核酸等，所以又称为生物催化剂。

2、辅酶：是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以非共价键的方式结合，结合比较疏松，可以用透析和超滤法除去。

3、酶的活性中心：在酶分子表面上由必须基团形成一定的空间结构，能与底物结合并将底物转变为产物，这个包括底物结合基团和催化基团的区域称为酶的活性中心。

4、同工酶：在同种生物体内，催化相同的化学反应，但酶本身的分子结构和理化性质不同的一组酶。

5、诱导契合：酶活性中心的某些氨基酸残基或基团可以在底物的诱导下获得正确的空间定位，以利于底物的结合与催化。

二、符号辨识1、FMN：黄素单核苷酸；2、LTPP：焦磷酸硫胺素；3、THP：四氢叶酸；4、Km：米氏常数，酶促反应速度达到最大速度一半时的底物浓度；5、IU：酶活性的国际单位；三、填空1、酶促反应具有高效性、专一性、（不稳定性）以及酶活性受到（调节和控制）的特点；2、酶作用的专一性有立体化学专一性和非立体化学专一性两种类型。

其中，立体化学专一性包括（立体异构）专一性和（几何异构）专一性，非立体化学专一性包括（键）专一性、（基团）专一性和（绝对）专一性。

3、酶的辅助因子包括（金属离子）、（小分子有机物）和（蛋白质辅酶）；4、辅酶是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以（非共价键）的方式结合，结合比较（疏松），可以用透析和超滤法除去。

5、辅基是结合酶的非蛋白质部分，与酶蛋白以（共价键）的方式结合，结合比较（紧密），不能用透析和超滤法除去。

6、完全由蛋白质组成没有辅助因子的酶是（单纯酶）。

如各种水解酶；7、酶蛋白只有一条多肽链，大多催化水解反应，这样的酶是（单体酶）；8、酶蛋白由几条至几十条多肽链亚基组成，这些多肽链或相同或不同，这样的酶被称为（寡聚酶）；9、由几种酶彼此嵌合形成，有利于一系列反应连续进行的复合体被称为（多酶复合酶）；10、酶的系统命名法可以简单表示为：（底物）＋（反应性质）＋酶11、依据国际酶学委员会的规定，按催化反应的类型，酶可分为6大类，即（氧化还原酶类）、（转移酶类）、（水解酶类）、（裂合酶类）、（异构酶类）和（合成酶类）。