下载文档原格式
第八章核酶从人类认识到酶的存在开始到20世纪80年代初，人们一直认为酶的化学本质是蛋白质，这一概念根深蒂固，近似乎成为定论。
然而美国科罗拉多大学博尔分校的Thomas Cech和耶鲁大学的Sidney Altman各自独立发现具有生物催化功能的RNA却从根本上改变了人们的这一认识观念。
1981年Cech等发现四膜虫的核糖体前体RNA可以在没有蛋白质存在的情况下自身催化切除内含子，完成加工过程。
具体事件:1981年Thomas Cech等在研究rRNA前体加工成熟时就发现四膜虫的26rRNA 前体中含有插入序列（IVS），在rRNA前体成熟过程中，IVS通过剪接反应被除去，并证实这一剪接反应不需要任何蛋白质的参与，是四膜虫的基因内区自行拼接的。
1981年,耶鲁大学的Sidney Altman等在从事RNaseP的研究中也发现了这一现象，RNaseP是细菌和高等生物细胞里都有的一种tRNA加工酶，它能在特定的位点上切开tRNA前体。
1983年，就在Thomas Cech等发现RNA能自行拼接后的两年后，Sidney Altman等就证明：在较高的Mg2+浓度下，RNaseP中的RNA（M1RNA）就单独具有催化tRNA前体成熟的功能，而其蛋白质组分却不具备此种催化功能。
根据当时催化剂不仅能加快反应速率，而且在反应前后催化剂本身不发生改变的准确定义，在Thomas Cech等发现四膜虫26SrRNA前体IVS的自身拼接后，科学家们还排斥它作为生物催化剂的资格，认为那是一种自体催化反应，拼接后的成熟rRNA与前体不同，尚不能被看成是严格意义上的催化剂。
Sidney Altman等的发现就从实验上消除了这一异议，原因是RNaseP所催化的反应是一种异体分子间的反应，而该反应正是在RNA的催化下完成的。
此后，1984年R. Lewin在Science 发表的题为“First True RNA Catalyst Found”的报道标志着RNA催化剂的正式诞生。
核酶的发现与应用一、核酶的发现1968年Francis Crick在他的论文“基因密码的起源”一文中提到“可能第一个酶是具有复制能力的RNA”时，没有人予以注意。
20年后，在1987年第52届冷泉港定量生物学国际讨论会上Alan Weiner做会议总结时又重复了20年前Francis Crick的话，会议注意力已集中到最近发现的具有酶活性的RNA分子上。
1981年，Cech发现四膜虫rRNA的前体在没有蛋白质的情况下能专一地催化寡聚核苷酸底物的切割与连接，具有分子内催化的活性。
1983年，Altman等发现大肠杆菌RNaseP的蛋白质部分除去后，在体外高浓度镁离子存在下，与留下的RNA部分(M1 RNA)具有与全酶相同的催化活性。
1986年，Cech又证实rRNA前体的内含子能催化分子间反应。
核酶的发现对于所有酶都是蛋白质的传统观念提出了挑战。
1989年，核酶的发现者T.Cech和S.Ahman被授予诺贝尔化学奖。
二、核酶的应用（一）应用于生命起源的研究体内选择技术的应用已经找到了一些催化基本生化反应（如RNA 剪切、连接、合成以及肽键合成等）的核酶，这些结果支持了在蛋白质产生以前核酶可能参与催化最初的新陈代谢的设想。
（二）在医学领域中的应用1、通过识别特定位点而抑制目标基因的表达，抑制效率高，专一性强。
2、免疫源性低，很少引起免疫反应。
3、针对锤头核酶而言，催化结构域小，既可作为转基因表达产物，也可以直接以人工合成的寡核苷酸形式在体内转运。
4、用于RNA的修复，核酶、反义核酸和小分子RNA（snRNA）是RNA修复的常用工具。
核酶是天然的具有催化能力的RNA分子，能特异性地催化RNA剪接。
经过基因工程改造的核酶，可以位点特异性地切割任意给定的RNA分子。
5、核酶抗肝炎病毒的研究：目前人们已进行了核酶抗甲型肝炎病毒（HAV)、乙型肝炎病毒（ HBV）、丙型肝炎病毒（ HCV）以及HDV作用的研究。
农学硕士联考化学-10(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}名词解释{{/B}}(总题数：6，分数：6.00)1.酶活性中心（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(酶活性中心是指酶分子上结合底物并进行催化反应的特定区域，是由同一条多肽链或不同多肽链上的几个重要氨基酸残基相互靠近形成的。
酶活性中心一般有两个功能部位，一个是底物结合部位，决定了酶的专一性；另一个是催化部位，决定了酶的催化效率。
对于结合蛋白类的酶，辅基、辅酶是其活性中心的重要组成部分。
酶活性中心往往位于酶分子表面的裂缝(或凹穴)中，是一个三维实体，占酶整个分子很小的一部分，有一定柔性。
)解析：2.核酶(ribozyme)（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(化学本质是核酸、但有酶作用特点的一类生物分子被称为核酶。
除了自我剪接、自我剪切功能，近些年还发现有的核酶可以催化氨酰酯的水解，有的作为肽基转移酶催化肽链的合成，有的还能够以DNA、葡聚糖作为催化底物。
)解析：3.同工酶（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(能催化相同的生化反应，但分子结构、理化性质和免疫性能等方面存在显著差异的一组酶被称为同工酶。
它们分布在同一种属或同一个体的不同组织中，也可存在于同一细胞的不同细胞器中。
同工酶是由两个或两个以上不同或相同的亚基缔合而成的，具有四级结构，单个亚基没有活性。
生物化学核酶的名词解释生物化学核酶（Biochemical Nucleases），是一类在生物体内起到降解核酸（DNA和RNA）的作用的酶。
核酶广泛存在于细菌、真核生物和病毒等生物体中，扮演着重要的生理功能。
它们能够切断并降解DNA和RNA，在细胞分裂、DNA修复和生物体免疫应答等过程中发挥着重要的调节角色。
一、核酸降解过程核酸分子是生物体内重要的遗传物质，对于维持细胞正常运行和生物体的发育和功能至关重要。
而核酸分子会被误造成错误的形式或者发生因自然老化而产生的破损，这时核酸降解的作用就显得尤为重要了。
在细胞中，核酸降解包括内源性的抗体DNA修复系统和外源性核酸降解酶两个主要过程。
内源性的抗体DNA修复系统包括核苷酸切割和拼接酶，它们能够修复被氧化、甲基化及紫外线辐射等造成的DNA破损。
而外源性核酸降解酶主要由核酸酶、核酸内切酶及3' -5' 外切核酸酶等组成，它们负责分解外源性DNA或RNA分子，从而起到维持生物体基因稳定、抗病毒和抗外源性DNA或RNA侵入等重要功能。
二、核酶的分类核酶可根据其结构、底物特异性和降解方式进行分类。
1. 根据结构分为核酸酶I和核酸酶III两类。
核酸酶I是内切核酸酶和外切核酸酶的共同成分，它能够以不特异性地方式降解DNA和RNA分子。
而核酸酶III则是一类特异性降解RNA的酶，在真核生物的RNA免疫响应中起到重要作用。
2. 根据底物特异性，核酶可分为DNA酶和RNA酶。
DNA酶主要降解DNA分子，包括DNA核酸酶和外源性的DNA酶。
而RNA酶则主要降解RNA分子，包括RNA核酸酶及外源性的RNA酶。
3. 根据降解方式，核酶可分为内切核酸酶和外切核酸酶。
内切核酸酶通过切割DNA链的内部磷酸二酸酯键来分解DNA或RNA分子。
而外切核酸酶则从核酸链的末端开始切割，以降解核酸分子。
三、核酶的研究意义生物化学核酶的研究对于理解生物体的遗传变异、毒性物质清除和基因表达调控等诸多生物过程具有重要意义。
核酶名词解释核酶（RNA酶）是一类能够催化核酸分子的降解、合成以及修复等生物学反应的酶类。
核酶可以将核酸分子加水分解为较小的核苷酸单元，也可以通过连接核苷酸单元形成新的核酸链。
核酶在细胞内起到重要的调控作用，参与基因表达、RNA修饰、病毒拟拟的以及其他生物过程。
核酶按其功能可分为多个亚类，其中一些重要的亚类包括：1.核外酶（exoribonucleases）：核外酶能够将多核苷酸链的末端加水分解，从而将核酸降解为较短的片段。
这些酶在细胞碎裂或凋亡等过程中起到关键作用，并参与RNA质己检测和降解等关键生物过程。
2.核内酶（endoribonucleases）：核内酶参与核酸修复、RNA间断修复以及基因表达调控等生物过程。
这些酶能够识别和催化单链核酸或双链核酸的切割，从而产生特定的RNA片段或修复RNA分子。
3.转录酶（transcriptases）：转录酶是一类能够合成RNA链的核酶。
在转录过程中，转录酶能够识别DNA模板链的碱基序列，并通过与适应性互补的核苷酸单元进行配对和连接，合成与DNA模板链相互互补的RNA链。
4.修饰酶（Modifier enzymes）：修饰酶是一类催化RNA修饰反应的核酶。
RNA修饰包括核碱基的化学修饰、RNA链的修饰以及RNA结构的调节等。
修饰酶可以对RNA分子上的特定碱基进行化学修饰，从而调节RNA的功能、稳定性以及相互作用等。
核酶不仅在生物体内起到重要的生理调控作用，还被广泛应用于分子生物学、生物技术以及医学等领域。
通过研究和应用核酶，科学家们可以更好地理解细胞内的基因调控机制、RNA 修饰以及疾病的发生机制，并开发出针对核酸分子的药物和诊断方法。
