核酶的发现与应用

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。人工设计核酶多为锤头状结构，少部分是采用发夹状核酶。

6、抗人类免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-Ⅰ)核酶。1998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。

7、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。

（三）在农业等其他领域的应用

防治动、植物病毒侵害：马铃薯纺锤形块茎类病毒负链的多价核酶构建，马铃薯卷叶病毒复制酶基因负链的突变核酶的克隆等。