核酶与抗体酶
川农研究生高级生化考试复习题
川农研究生高级生化考试复习题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。
核酶和抗体酶
将不同的重链和轻链基因随机组合，克隆 到合适的表达载体中，在原核细胞表达不 同的抗体，形成一个抗体库，从这个抗体 库中，用抗原可以筛选到相应的抗体基因。
引入法
随着噬菌体抗体库技术的完善，可根据需 要构建适当序列的基因片断，绕过免疫学 方法，构建全新的抗体酶。 噬菌体展示技术将组建亿万种不同特异性 抗体可变区基因库和抗体在大肠杆菌中功 能性表达，与高效快速的筛选手段结合起 来，彻底改变了抗体酶生产的传统途径。
A. 酯酶的底 物–酯
B.酯的羧基碳原子 受到亲核攻击形成 四面体过渡态
C.设计的磷酸酯 类似物,作为抗原 去免疫实验动物
O –C –
磷酸酯类似物 免
(半抗原)
疫
对酯水解反应有 催化作用的单克
隆抗体
抗体酶用于有机酯的水解，过渡态类似 物磷酸盐和磷酸酯作为免疫原诱导产生 的单克隆抗体催化水解反应比未催化反 应快104倍。
L-19IVS
G- P
- OH +
15nt
P399nt
图 13- 四膜虫 35S RNA 内含子剪接 的转酯反应模型
L-19具有酶的主要特 征：专一性强，加快 反应速度，反应前后 酶分子保持不变
L-19 IVS所催化的水解反应和连接反应
异议
引入法
用基因工程方法改造和制备全新的抗体酶 是一种很有前途和发展潜力的抗体酶制备 方法。
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。 也可以针对性地改变抗体结合区的某些 氨基酸序列，以获得高效的抗体酶。
引入法
对于已产生的单抗，分析抗体结合部位 的氨基酸顺序或对应的碱基顺序。 通过对抗体酶结合部位氨基酸对应的基 因序列进行定点突变，希望能在抗体结 合部位换上有催化作用的氨基酸。 改变抗体酶的催化效率。
酶工程 核酶和抗体酶(6.4)--6.1
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。
Chapter9核酶和抗体酶解析
需鸟苷（或5′鸟苷酸）和Mg2+参与。
Ⅱ型IVS ：结构与四膜虫的不同，而与细胞核mRNA前体中的IVS相 似。它催化自我剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参与，但仍需Mg2+
2．自我剪切ribozyme的分类
自我剪切ribozyme, 自我剪切的RNA结构有锤头结构和发 夹结构，其中尖头指出自我剪切的部位。
1．酰基转移反应
2．重排反应
3．氧化还原反应
4．金属螯和合反应
5．磷酸酯水解反应
6．磷酸酯闭环反应
7. 光诱导反应
a.光聚合反应（二聚作用）
b.光裂解反应
四. 制备方法
i. 诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白 （例如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后采用标准 的单克隆抗体来制备、分离、筛选抗体酶。
自我剪接ribozyme：包含剪切与连接两个步骤。
几种能进行自我剪切的RNA结构
3．催化分子间反应的ribozyme的分类
如：L-19IVS具有5种酶活性，可催化多种分 子间反应。
三．Ribozyme研究进展与展望
对各种已知ribozyme结构与功能关系的研究。可找出其 结构功能域和必需基团，据此可进行分子改造，以获得 分子更小的、高效的ribozyme
连接酶活性 金属螯合酶活性 磷酸酯酶活性
生物学意义
第二节结束
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第三节 抗体酶
一. 概念 是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变 区赋予了酶的属性。
二. 抗体酶概述
酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合
核酶和抗体酶2
内含子
Ⅰ
型
5'外显子
5'
U pA
3'外显子
G pU
3'
内
第一次转酯反应
含
pG-OH
子
pGpA
的 5'
UOH
G pU
3'
自
我
第二次转酯反应
剪
5' pGpA
接
5'
U pU
3'
GOH 3'
I类内含子催化其他RNA分子 反应的几种类型
1、转核苷酸作用
2CpCpCpCpC CpCpCpCpCpC+CpCpCpC
• 这两个位点对于剪接是十分重要的，一旦发 生突变无论在体内还是在体外，会抑制剪接。
• 此法则几乎适合于所有真核生物的核基因， 这意味着它们切除内含子的机制是相同的， 但不适用于Ⅰ类内含子。
RNA的催化功能
• 核酶首先是美国 Colorado 大学Cech在研 究四膜虫rRNA剪接机制时发现的。
–一方面证明了四膜虫rRNA的剪接机制； –另一方面证明了L-19 分子的催化活性。
四膜虫rRNA内含子 ---Ⅰ型内含子
I型内含子的结构特点
1、拼接点序列为 5U··· ···G3
2、中部核心结构 3、内部引导序列 4、剪接通过转酯反应进行
引导序列
保守序列 G结合位点
剪接部位
Ⅰ型内含子二级结构通式
内部引导序列
• 内含子中可与外显子配对的序列称为内部引导序列 • 其作用是决定剪接的专一性。
+ 外显子1 外显子2 内含子1
•剪接产物通过凝胶电泳见到: rRNA前体 + + + + 核抽取物 - + - + GTP - + + -
分子酶学名词解释简答
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。
抗体酶与核酸酶的名词解释
抗体酶与核酸酶的名词解释介绍：在生物学领域中，抗体酶与核酸酶是两个重要的概念。
它们分别代表了抗体与核酸相关的酶活性。
本文将对抗体酶和核酸酶进行详细解释，并探讨它们在生物学中的作用和应用。
一、抗体酶（Antibody Enzyme）抗体酶是将抗体与酶活性结合的一种融合蛋白质。
它的独特结构使其能够同时具备免疫识别和酶活性两种功能。
通常，抗体酶由通过基因工程技术构建的单克隆抗体与酶分子相结合而成。
抗体酶的作用：抗体酶在生物学研究、医学诊断和治疗等领域具有重要应用。
首先，它可以用于免疫组织化学分析，通过特异性抗体的结合，检测与某种蛋白质或细胞相关的特定抗原。
其次，抗体酶还广泛应用于免疫诊断试剂盒中，如妊娠试纸、艾滋病病毒检测试剂等。
此外，抗体酶对于治疗肿瘤和炎症疾病等方面也有很大作用。
二、核酸酶（Nuclease）核酸酶是一类能够分解核酸分子的酶，主要包括DNase（脱氧核酸酶）和RNase（核糖核酸酶）两种。
核酸酶能够加速酶解核酸链的过程，并参与核酸代谢和细胞生命周期的调控。
DNase的作用：DNase主要作用于DNA分子，能够在酶解作用下使DNA链断裂。
在细胞凋亡（细胞程序性死亡）过程中，DNase起到关键作用，它能够将DNA分子断裂成较小的片段，进一步促使细胞死亡。
此外，DNase还在DNA修复和DNA重组等生物过程中发挥重要作用。
RNase的作用：RNase主要作用于RNA分子，它能够酶解RNA链，从而控制RNA在细胞内的代谢。
RNase在维持基因表达平衡、调节蛋白合成等方面发挥着重要作用。
另外，RNase还参与RNA降解、RNA修复和基因调控等生物过程。
抗体酶与核酸酶的应用抗体酶与核酸酶不仅在生物学研究中发挥作用，还在医学诊断和治疗中得到广泛应用。
1. 生物学研究中的应用抗体酶可以通过免疫组织化学、免疫印迹等技术，用于鉴定和定位特定蛋白质或细胞上的抗原。
核酸酶在基因表达和调控研究中也起到关键作用，通过核酸酶酶切，可以获取特定片段的DNA或RNA，进行进一步的分析。
第八章 核酶和抗体酶 PPT课件
一、 抗体酶概述
概念
• 是一种具有催化功能的免疫球蛋白(抗体分子)， 在其可变区赋予了酶的属性，属于化学人工酶
酶与抗体的差别
酶是能与反应过渡态选择结合的催化性物质，抗 体是和基态分子结合的非催化性物质
二、 抗体酶的催化反应
1、酰基转移反应
二、 抗体酶的催化反应
2、重排反应
二、 抗体酶的催化反应
Thomas Cech University of Colorado at Boulder, USA
一、核酶的发现
1983年美国S.Altman等研究RNaseP（由20%蛋 白质和80%的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可 催化E. coli tRNA的前体加工
Sidney Altman Yale University New
这类RNA进行自 身催化的反应是只切 不接。
特点：在 Mg 2+ 或其 他二价金属离子存在 下，在特定的位点， 自我剪切，产生5’OH 和2’，3’-环磷酸 二酯末端。
核酶自身剪切反应
锤头型核酶的二级结构 和空间立体结构示意图
三个双螺旋区 13个核苷酸残基保 守序列
剪切反应在右上方 GUX序列的3’端自 动发生
3、氧化还原反应
二、 抗体酶的催化反应
4、金属螯和合反应
二、 抗体酶的催化反应
5、磷酸酯水解反应
二、 抗体酶的催化反应
6、磷酸酯闭环反应
二、 抗体酶的催化反应
7、光诱导反应
a. 光聚合反应（二聚作用）
二、 抗体酶的催化反应
7、光诱导反应
b. 光裂解反应
三、 抗体酶的制备方法
1、拷贝法 2、引入法
I型内含子
根 剪接型核酶
第四节 核酶、抗体酶、同功酶、酶工程
2. 生物酶工程
酶学和DNA重组技术相结合。
基因工程技术大量生产克隆酶 基因定点突变，获得遗传修饰酶
设计新酶基因，合成优质酶
Fig.2-42 Schematic illustration of DNA cloning.
天然存在的酶。
指当细胞加入特定诱导物后诱导产生 的酶。诱导物一般是底物或其类似物。
例：大肠杆菌-半乳糖苷酶的诱导生成
去掉
-半乳糖苷酶 （ g ）
诱导物
加入
诱导物
细菌蛋白总量（g）
Fig.3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ28 -半乳糖苷酶的诱导生成
五、 酶工程
（一）酶在工业、农业、医药及科学研究中的巨大作用
工业：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、凝乳酶等。 农业：淀粉酶、纤维素酶、果胶酶等 医药：血清GPT、GOT; 乳酸脱氢酶H4、 M4
抗原结合部位 重链（H） 轻链（L） 铰链区 V：可变区 C：恒定区 Fc：基部片断 Fab: 臂片断（抗原结合片断）
免疫球蛋白（抗体）的结构
抗体酶本质上是抗体，但在可变区具有酶活性，所以称为 抗体酶。
磷酸吡哆醛
（a）半抗原-载体蛋白 （b）抗体酶催化的氨基转移反应
羟酯
环状过渡态
内酯
环状磷酸酯
第四节
核酶、抗体酶、 同工酶、酶工程
一、核酶（ ribozyme）
• 定义： 化学本质为RNA的酶。它具有识别和转化单链
RNA的能力。
例：L19RNA 1982， Cech 等，研究四膜虫rRNA 前体的成熟。 L19RNA —395个核苷酸构成的线状 RNA分子
外显子 鸟苷
内含子
名词解释
三、名词解释：1.限制性核酸内切酶: 能识别特定的核苷酸顺序，并从特定位点水解核酸的内切酶称为限制性核酸内切酶（限制酶）2.遗传密码：mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码3.核酸的一级结构：核酸的一级结构是指组成核酸的核苷酸之间的连接方式及排列顺序。
4.增色效应：指与天然DNA相比，变性DNA因其双螺旋破坏，使碱基充分外露，因此紫外吸收增加，这种现象叫增色效应。
5.Tm 值：加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度增加，达到其最大值一半时的温度，就是DNA的变性温度（解链温度，Tm）。
6.核酸的变性：在理化因素作用下，核酸双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致核酸的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为核酸的变性。
7.核酶：具有自身催化作用的RNA称为核酶8.核酸分子杂交：两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。
四、简答题1 ．答：DNA 双螺旋结构模型的要点是：（ 1 ） DNA 是一反向平行的双链结构，脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，碱基位于内侧，两条链的碱基之间以氢键相接触。
腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对存在，形成两个氢键（ A＝T ），鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对存在，形成三个氢键（G≡C ）。
碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。
一条链的走向是5'→3' ，另一条链的走向就一定是3'→5' 。
（2 ） DNA螺旋每旋转一周包含了 10 对碱基，每个碱基的旋转角度为36° 。
螺距为 3.4nm ，每个碱基平面之间的距离为 0.34nm 。
DNA 双螺旋分子存在一个大沟和一个小沟。
（3 ） DNA 双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。
第五章核酶与抗体酶2010
进攻内含子与3’外显子之间的磷酸基团，从而释放出内含
子并将两个外显子连接起来。
2‘
p 5‘
HO-A
Ⅱ 类 内 含 子 的 剪 接 机 制
p
3‘
套环的形成
Mg 2+
3’
OH
p-A
p
外显子连接 p
P-A
HO 3’
核糖核酸酶P(ribonuclease P，RNase P)
核糖核酸酶P是一个核酸内切酶，它专门切除前体tRNA 5’端的附加序列。
在生物体内，只有与蛋白质结合才能更为有效地发挥
催化作用，但起催化作用的还是RNA，蛋白质的作用
是帮助稳定具有催化活性的RNA的特殊构型。
Ⅱ类内含子有一 个保守的二级结 构：
结构域Ⅰ：两个 保守内含子结构 序 列 EBS1,EBS2 与两个外显子结 构 序 列 IBS1,IBS2 互 相 配对。
intr on
1983年美国 S.Altman 等研究RNaseP（由20% 蛋白质 和80% 的RNA组成），发现RNaseP中的RNA可催化E. coli
tRNA 前体加工。
Thomas Cech
Sidney Altman
Cech和Altman各自独立地发现了RNA的
催 化 活 性 ， 并 命 名 这 一 类 酶 为 ribozyme
当发夹核酶与底 物结合时，其二 级结构包括5个 环和4个螺旋。
核酶和底物组成
螺旋1、2及对称 的环1、5。
剪切反应发生在 底物识别序列 GUC的5‘端。
•发夹核酶分别为 2 个 结构域。结构域I由螺 旋1、2和环1、5组成， 结构域II由螺旋3、4 和环2、3、4组成。 •腺 苷 酸 残 基 A15 连 接 两个结构域 ， 使它们 相互靠近相互作用 ， 形成催化反应所必需 的三级结构。 •环 3被认为与催化作 用无关。
第六章 核酶和抗体酶
酶与抗体的不同点
生物功能不同 酶与底物以过渡态结合而抗体 和抗原在基态结合
退出
第三节 抗体酶
二 抗体的优势
1 原始大家族有1*108 结合部位，体细胞变异还可以增加1*104结合 部位
2 抗体与抗原结合面积700平方埃，结合小分子半抗原也在600 平 方埃，胰蛋白酶与其抑制剂所占300 平方埃
退出
三．脱氧核酶的催化特性
1．效率高 2．高度专一性 3．活性依赖金属离子 4．其它辅助因子
退出
1．效率高
以Kcat/Km表示，脱氧核酶的催化效率在109mol.min-1左 右，超过任何其他的核酶。脱氧核酶的催化效率决定于 底物结合速率
退出
2．高度专一性
这种专一性是酶-底物以Watson-Crick碱基配对形成二联体或三联 体的识别方式所决定。结合部位或催化部位的个别碱基突变导致 碱基不配对，酶活将会丧失；碱基位置互换，仍是配对，则活性 恢复。酶底物的结合亲和力决定于识别部位的序列长度短，最佳 序列长度在14-20核苷酸范围内。
退出
应用3
一种高效并准确释放ribozyme的质粒已构建，它将推动 ribozyme的研究。
退出
意义：
对各种RNA-蛋白质复合物酶的分离鉴定，对许多具有特 别重要生物功能的RNA和蛋白质构成的颗粒体。在自然 界将会发现更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子
和以非RNA为底物的ribozyme。
Ribozyme的种类
T.Cech和S.Altman 分子内（incis）的ribozyme (自我剪接型和自我剪切型) 分子间 (in trans)的ribozyme
生物技术制药名词解释
名词解释抗体酶(04 06) 即催化抗体，是具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性，是抗体高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合的产物。
核酶与核酸酶(04)同裂酶(05 06)来源不同但识别相同靶系列的核酸内切酶。
分子印记(04)分子印迹酶(05 06 09) 以一种分子为模板，周围以聚合物交联，模板分子除去后，聚合物中留下一空穴(分子印迹)，在其中诱导产生催化基团，并与底物定向排列，而产生类似酶活性中心的空腔。
生物诱导子(04)生物转化(05)微生物的生物转化利用生物细胞对一些化合物某一部位的作用，使它转变为结构类似但具有更多经济价值的化合物。
细胞融合(05)原生质体融合(05)通过人工手段，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体融合，进而产生重组子的过程。
科斯质粒(粘尾质粒) (05 06)质粒与λ噬菌体DNA的结合。
细胞全能性(05)一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力。
免疫毒素(05 06 09) 抗体与毒素的交联物，由靶向部位与毒性部分组成。
层析(05 06)利用各组分物理性质的不同，将多组分混合物进行分离及测定的方法。
次级代谢作用(05)次级代谢产物(09) 由微生物产生的，与微生物的生长，繁殖无关的一类物质。
突变生物合成(06 09) 微生物生物合成途径中某一位点发生突变，丧失了合成完整抗生素分子的能力而成为阻断突变株。
细胞内抗体(06) 在细胞内合成并且作用于细胞内组分的抗体。
双功能抗体(09)传代细胞系(06) 原代细胞进行传代，筛选，克隆，从多种细胞组分中挑选并提纯得到的具有一定特征的细胞系。
细胞脱分化(06) 特定情况下，分化细胞被诱导，基因活动模式发生变化，改变了原有的发育途径，失去了原有的分化状态，转变为具有分生能力的胚性细胞。
羟基甾体转化(09)PEG定点修饰(09)siRNA(09)细胞治疗(09)ScFv (09)生物药物(期中)融合蛋白(期中)基因表达(期中)PCR(期中)ELISA(期中)包涵体(10)双特异性抗体(10)模拟酶(10)免疫细胞因子(10)重组载体疫苗(10)限制性核酸内切酶：一类能识别特殊的核苷酸序列，并水解DNA分子的磷酸二酯键，从而切断双链DNA的核酸水解酶。
8抗体酶、核酶和极端酶
•四个螺旋区、三
个连接区和两个环。 •剪切反应发生在 底物识别序列GUC 的5‘端。
3‘ 5‘
2) 异体催化剪切型
核糖核酸酶P(RNaseP)是内切核酸酶， 是核糖核蛋白体复合物，能剪切所有tRNA前 体的5‘端，除去多余的序列，形成3’-OH 和 5’-磷酸末端。
RNaseP由M1RNA和蛋白质亚基组成。
+GpN
2）Ⅱ类内含子的自我剪接
Ⅱ型IVS是与细胞核mRNA前体的IVS结构
相似的间隔序列。通过转磷酸酯反应， 生成成熟的RNA及套环状的IVS。催化的 剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参加，但 仍需要镁离子(Mg2+)。 剪接机制
2‘
p 5‘
HO-A
p
3‘
套环的形成
Mg 2+
3’
OH
p-A
p
外显子连接 p
又称嗜极菌（extremophiles），是在
超常生态环境条件下生存的微生物。
根据所耐受的环境条件不同，分为：
嗜热菌（thermophiles） 超嗜热菌（hyperthermophiles） 嗜冷菌（psychrophiles） 嗜盐菌（halophiles） 嗜酸菌（acidophiles） 嗜碱菌（alkaliphiles）
5’GAAA 19nt L-19IVS
1、转核苷酸作用
2CpCpCpCpC
2、水解作用 CpCpCpCpC 3、转磷酸作用
CpCpCpCpCpC
+CpCpCpC CpCpCpC + pC
CpCpCpCpCpCp+UpCpU CpCpCpCpCpC + UpCpUp 4、去磷酸作用 CpCpCpCpCp CpUpCpUpN CpCpCpCpC +Pi +G CpUpCpU 5、限制性内切酶作用
抗体酶名词解释
抗体酶名词解释抗体酶是一种将抗体和酶分子结合在一起的生物分子，具有抗体和酶双重功能。
抗体酶通常是通过将酶与抗体质粘H合成的人工分子，也可以通过基因工程技术或化学方法制备得到。
抗体酶的结构包括抗体分子的Fc区和酶分子。
Fc区是抗体分子中一段特定序列，可与酶分子结合，使酶与抗体形成复合物。
酶分子通常是具有特定催化功能的酶，如酶能催化底物的转化，从而实现对某种物质的检测或者催化反应。
抗体酶通过结合抗体的特异性与酶的高效催化能力，可以在生物学实验、诊断试剂和治疗药物等方面发挥重要作用。
抗体酶通常用于免疫学研究中的抗原检测和细胞分析。
在抗原检测中，抗体酶可以用于检测细胞表面的特定抗原蛋白，从而了解细胞表达的情况。
在细胞分析中，抗体酶可以标记细胞表面的抗原蛋白，从而使细胞可见，便于定量和分析。
抗体酶还广泛应用于生物医药领域，如癌症诊断和治疗、药物研发等。
通过将抗体酶与荧光标记物或放射性同位素结合，可以使肿瘤细胞或病原体在体内可见，做到早期诊断和定位治疗。
抗体酶的制备方法有多种，常见的方法包括化学交联法、酶底物响应法和基因工程技术。
化学交联法是将活化的酶分子与抗体分子进行交联，使抗体和酶分子结合在一起。
酶底物响应法是将酶与抗体分子激活，使其能结合在一起。
基因工程技术是通过改变抗体或酶的基因序列，使其能够在细胞内高效表达，并在生物体内制备抗体酶。
未来，抗体酶可能在生物医学领域的诊断和治疗中发挥越来越重要的作用。
随着分子生物学和基因工程技术的不断发展，抗体酶的研究将进一步深入，拓宽其应用范围。
同时，还将不断改进抗体酶的制备方法和结构设计，提高其稳定性和选择性，以满足不同应用领域的需求。
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剪切位点
RNaseP 底物的二级结构
1、转核苷酸作用 2CpCpCpCpC CpCpCpCpCpC +CpCpCpC
2、水解作用 CpCpCpCpC CpCpCpC + pC
3、转磷酸作用 CpCpCpCpCpCp+UpCpU
CpCpCpCpCpC + UpCpUp 4、去磷酸作用
CpCpCpCpCp CpCpCpCpC +Pi 5、限制性内切酶作用
主讲 陈 惠
核 酶（Ribozyme)
? 一、概述 ? 二、剪接型核酶 ? 三、剪切型核酶 ? 四、核酶的应用 ? 五、核酶技术面临的问题 ? 六、脱氧核酶（deoxyribozyme)
一、概 述
1、对酶及生物催化剂的认识的发展
生物催化剂 （Biocatalyst ）
蛋白质类：天然酶 enzyme
10-23型脱氧核酶作用机理
deoxyribozyme
5? 3?
RNA substrate
R
YR
切割点
R=A or G Y=C or U
手枪型脱氧核酶自我剪切作用机理
切割点
10
5‘ 3‘ C
3A ‘
20
茎I(结合部位)
40
茎II (催化部位) 30
3' HO-G
GMP,GDP,GTP
p
p
Ⅰ
5‘
类
Mg 2+或Mn 2+
内
P-G
含
3' OH
p
子 的
剪
接
机
制
P-G
3‘
p
HO
外显子
内含子或居间序列 （Intervening sequence,IVS)
六、脱氧核酶的研究
1、体外选择技术筛选脱氧核酶分子
脱氧核酶分子的体外选择是通过优先扩增事先固定在固相载体 上的具有自我裂解功能的活性分子来实现的。通过这一技术已 有两种具有RNA裂解活性的脱氧核酶被筛选出来。8-17，10-23。 2、脱氧核酶催化特征 10-23裂解位点为嘌呤、嘧啶连接 双链稳定性越高，酶活性越高 结合臂的长度影响酶催化转换性 RNA-DNA 比 RNA-RNA 稳定 性差。 对Mg 2+,Zn 2+,Ca 2+,Mn 2+有依赖性 组氨酸，精氨酸促进催化活性 极强的切割特异性（单碱基错配即可大幅降低切割活性）
2019年，美国加利福尼亚大学Wong-Staal等利用发夹核酶 抑制HIV- Ⅰ基因表达，并率先进入临床Ⅰ期。
3、抗肿瘤治疗 核酶能在特定位点准确有效地识别和切割 肿瘤细胞的mRNA,抑制肿瘤基因的表达，达到治疗肿瘤的目 的。
五、核酶技术面临的问题
1、核酶催化切割反应的可 逆性问题 2、提高催化效率 3、寻Байду номын сангаас合适载体将核酶高效、特异地导入靶 细胞 4、使核酶在细胞内有调控地高效表达 5、增强核酶在细胞内的稳定性 6、对宿主的损伤问题有待进一步考察
CpUpCpUpN +G CpUpCpU +GpN
核酶在医学上的应用
1、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。人工设计核酶多为锤头状结构，少部分是采用发夹状核 酶。
2、抗人类免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV- Ⅰ)核酶
?2、异体催化剪切型RNA
? 核糖核酸酶 P(RNaseP)是内切核酸酶，是核 糖核蛋白体复合物，能剪切所有 tRNA前体的
5‘端，除去多余的序列，形成 3' -OH 和 5' 磷酸末端。
? RNaseP由M1RNA和蛋白质亚基组成。
?体外： M1RNA 具催化作用
?
蛋白质作为辅助因子
?体内： M1RNA 和蛋白质对酶活性都是必需的。
1989 年度诺贝尔化学奖。
?3、核酶作用的特点
? 化学本质 RNA ? 底物 RNA 肽键 ā-葡聚糖分支酶 ? 反应特异性(专一性）碱基 ? 催化效率 低 ? 产物
4.核酶的分类
根据催化反应
锤头核酶 发夹核酶 剪切型核酶 丁型肝炎病毒（ HDV)核酶 RNaseP
I内含子 剪接型核酶 II内含子
? 2、1剪切机制 Mg 2+
? 2、2结构与功能的关系 M1RNA 5 ‘端完 整结构对维持催化活性是必需的。
RNaseP 可剪切 前体5‘端41nt, 5' 端成熟。不同 tRNA 的 5' 端没 有顺序共同性，剪 切的准确性与剪切 部位周围的核苷酸 顺序无关，表明在 RNaseP 的组分内 没有引导序列， RNaseP 所识别的 是底物的高级结构。
1982 年Cech 等发现四膜虫细胞大核期间 26SrRNA前体具有自我剪接功能，并于 1986年 证明其内含子 L-19IVS具有多种催化功能。 1984 年Altman等发现RNaseP的核酸组分 M1RNA具有 该酶的活性，而该酶的蛋白质部分 C5蛋白并无 酶活性。 Cech和Altman因发现Ribozyme而获得
极端酶 extremozyme
抗体酶 abzyme
生物工程酶 核酸类:
Ribozyme Deoxyribozyme
其它：模拟酶
克隆酶 遗传修饰酶 蛋白质工程新酶 、
2、长期以来，人们认为只有某些蛋白质才有生 物催化功能。但近些年研究发现，某些 RNA分 子也具有生物催化功能，被称为 Ribozyme。
二、剪接型核酶
? 剪接型核酶的作用机制是通过既剪有接 的方式除去内含子（Intron).
? 剪接型核酶分类 ? 1、I类内含子
2、II类内含子
1. I类内含子的自我剪接(Self-splicing)
? 剪接机制
? L-19IVS 在体外的多种酶活性
? 核酶是一种金属依赖酶
? 结构与功能的关系
? 引导序列： IVS中的6个嘌呤核苷酸序列
?
5 ‘CUCUC U3'
?
3'GGGAGG5'
? G结合位点:IVS 中的 P7茎区
? 空间结构
核酶是一种金属依赖酶
? 金属离子的作用： ? 1、特异的结构作用，或参与活性部位的
化学过程 ? 2、促进RNA的总体折叠 ? 3、二价金属离子（如Mg 2+ ）与底物活
性部位直接相互作用，参与过渡中间复 合物的形成
2、Ⅱ类内含子的自我剪接
? 剪接机制 ? 结构与功能的关系
三、剪切型核酶
? 1、自身催化剪切型RNA
? 1、1 剪切机制
? 1、2 结构与功能的关系
?
锤头结构 (Hammerhead)
?
发夹结构(Hairpin)
?
斧头结构(Axehead)
?
假结样结构(Pseudoknot-like)
? 1、3 影响核酶活性的因素