核酶与抗体酶
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主讲
陈 惠
核 酶（Ribozyme) 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 对酶及生物催化剂的认识的发展
蛋白质类： 蛋白质类：天然酶 enzyme 极端酶 extremozyme 抗体酶 abzyme 生物催化剂 （Biocatalyst） ） 生物工程酶 核酸类: 核酸类 Ribozyme Deoxyribozyme 其它： 其它：模拟酶
四、核酶的应用
一、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。
二、在其他领域的应用
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
5 ’ 3’
Ⅱ类内含子二级结构模式
发夹二级结构模型
剪切位点 3 ‘ 5 ‘
5个环和4个螺旋形成两个 结构域 剪切反应发生在底物识别 序列GUC的5‘端 两个内部环中的碱基及在 螺旋区Ⅱ的G11和底物中 的G+1都是酶发挥作用所 必需的。
HDV RNA斧头结构模式
剪切部位 三个碱基对的茎 需要二价阳离子， 需要二价阳离子， 产生5‘ 产生 ‘-OH和 2’,3’-环 和 ’ ’环 磷酸
7位核苷酸 位核苷酸
发夹（hairpin 发夹（hairpin ）结构
发夹核酶发现于三种不同植物RNA病毒，即 烟草环点病毒，菊苣黄色斑点病毒型和筷子芥 花叶病毒。三种发夹核酶分别是这些RNA病毒 卫星RNA的负链，英文缩写分别是 sTRSV,sCYMVT,sARMV,均为单链RNA。 发夹核酶结构模型 发夹核酶催化机制 金属离子在催化反应 中起结构作用，其剪切活性比锤头结构核酶高。
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、寻找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
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）
1. I类内含子的自我剪接(Self-splicing) I类内含子的自我剪接(Self剪接机制 L-19IVS在体外的多种酶活性 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： 中的6个嘌呤核苷酸序列 引导序列：IVS中的 个嘌呤核苷酸序列 中的 5‘CUCUCU3’ ‘ 3’GGGAGG5’ G结合位点 结合位点:IVS 中的 P7茎区 茎区 结合位点 空间结构
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
10-23型脱氧核酶作用机理 型脱氧核酶作用机理
deoxyribozyme
5′ ′ 3′ ′ R
YR
RNA substrate
R=A or G 切割点 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 A 3‘
结合部位) 茎I(结合部位 结合部位
20
40
催化部位) 茎II (催化部位 催化部位
单金属离子催化
双金属离子催化
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
IVS 5 ‘ UCUAAA Pre-rRNA
A A A
四应
5‘
UCU pGOH
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 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。 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。
1、转核苷酸作用 转核苷酸作用 2CpCpCpCpC 2、水解作用 水解作用 CpCpCpCpC 3、转磷酸作用 转磷酸作用 CpCpCpCpCpCp+UpCpU CpCpCpCpCpC + UpCpUp 4、去磷酸作用 去磷酸作用 CpCpCpCpCp CpUpCpUpN CpCpCpCpC +Pi +G CpUpCpU +GpN 5、限制性内切酶作用 限制性内切酶作用 CpCpCpC + pC CpCpCpCpCpC +CpCpCpC
mRNA剪接过程 剪接过程
锤头结构的 五种类型
R示酶，S示底物，箭头示剪切位点 示酶， 示底物 示底物， 示酶
建议的L19 RNA催化机理 建议的 催化机理
锤头型核酶对切割位点的识别 位点遵守NHH规则（N代表任 规则（ 代表任 位点遵守 规则 意核苷酸， 代表 代表A,U或C）。 意核苷酸，H代表 或 ）。 催化过程需要二价金属离子参 与。
剪切部位
剪切机制
这类RNA进行自 进行自 这类 身催化的反应是只切 不接。 不接。 特点： 特点：在 Mg 2+ 或其 他二价金属离子存在 在特定的位点， 下，在特定的位点， 自我剪切，产生5‘ 自我剪切，产生 ‘OH 和2’，3‘-环磷 ’ ‘ 环磷 酸二酯末端。 酸二酯末端
核酶自身剪切反应
mRNA剪接反应是 剪接反应是 在剪接体（ 在剪接体（splicesome) 上进行的. 上进行的 5种snRNA 种 剪接体 50多蛋白质 多蛋白质
GUAA
3 ‘
5‘ 5
5‘GAA A UCUoH3’ 3 ‘
GUAA
3‘
5 ‘
UCUUAA rRNA
5’GAAA 19nt L-19IVS
GOH 3’
G-IVS
C C C U C U O o P o
OA
C C C U C U O o P
O OA
C C C U C U
OH
+ HOG
3’
+ o
Ao
o G
RNaseP可剪切 可剪切 前体5‘ 前体 ‘端41nt, 5’ 端成熟。 端成熟。不同 剪切位点 tRNA的 5’ 端没 的 ’ 有顺序共同性， 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， 顺序无关，表明在 RNaseP的组分内 的组分内 没有引导序列， 没有引导序列， RNaseP所识别的 所识别的 是底物的高级结构 高级结构。 是底物的高级结构。 RNaseP底物的二级结构 底物的二级结构
30
3’ HO-G
GMP,GDP,GTP
Ⅰ
p 5
P-G 3’ OH
p Mg
2+
类 内 含 子 的 剪 接 机 制
Mn
2+
p
p
P-G
3 HO
Intervening sequence,IVS)
2‘
p 5‘
HO-A
Ⅱ 类 内 含 子 的 剪 接 机 制
p Mg 2+
3 ‘
3’ OH
p-A p
p P-A
HO 3’
5 ‘ 5 ‘ B
N50(DNA分子库）
PCR PCR B B
5 ‘ A A
Streptavidin Column NaOH
A
cofactor
5 ‘
B
A
体外选择技术筛选具有自我裂 解功能的DNA分子
引导序列 保守序列 G结合位点 结合位点
剪接部位
Ⅰ类内含子二级结构通式
Ⅱ类内含子有一个保 守的二级结构： 守的二级结构： 结构域Ⅰ 结构域Ⅰ：两个保守 内含子结构序列 EBS1,EBS2与两个外 与两个外 显子结构序列 IBS1,IBS2互相配对。 互相配对。 互相配对 结构域Ⅴ 高度保守， 结构域Ⅴ：高度保守， 催化活性必需。 催化活性必需。 结构域Ⅵ 结构域Ⅵ：A 提供 2‘-OH ‘
G U A A U G G C U C C C C U G
J2/4
5 ‘
四个螺旋区，三个连接区，两 个环 活性中心区： J1/4, J2/4, L3 剪切位点：688/689
Ⅳ
L4
HDV 核酶假结样结构
c
影响核酶活性的因素
1、pH值对活性的影响 、 值对活性的影响 pH7﹒0 - 7 ﹒5 时核酶活性最高。 时核酶活性最高。 ﹒ 2、二价金属阳离子对活性的影响 、 3、 3、抗生素对活性的影响 大多数为抑制效应 4、变形剂对活性的影响 、 5、温度对活性的影响 、 在65℃范围内随温度升高而增加，37 ℃时均有 ℃范围内随温度升高而增加， 适宜的活性。 适宜的活性。 Mg 2+ Mn 2+
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。 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 1989年度诺贝尔化学奖。
核酶是一种金属依赖酶
金属离子的作用： 金属离子的作用： 1、特异的结构作用，或参与活性部位的 、特异的结构作用， 化学过程 2、促进 、促进RNA的总体折叠 的总体折叠 3、二价金属离子（如Mg 2+ ）与底物活 、二价金属离子（ 性部位直接相互作用， 性部位直接相互作用，参与过渡中间复 合物的形成
P-oG
过渡态
o
C C C U C U O o P
O OA
C C C U C U
2+ O Mg
o
Mg 2+
o G
P
O
OA
o G
过渡态
金属离子催化
锤头（Hammerhead)结构
二级结构模型 锤头二级结构编号 锤头结构的类型 锤头核酶的催化反应机制
锤头二级结构编号
17位核苷酸 17位（ X ）的核苷酸残 位 基多数是C,不能是 基多数是 不能是U,G. 不能是 7位核苷酸残基的置换 位核苷酸残基的置换 不会对酶活性产生很大 影响
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。 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。
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
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
剪切 位点
G U A C G G C C G G U
J1/2
G C C G Ⅰ G C U G G G G CAA C A J1/4 U U C C G A G G G G A C
Ⅲ
U C
G U C C A C G G C G C G
C A G G U
Ⅱ
A A G C G
3 ‘
U C C CU
L3
陈 惠
核 酶（Ribozyme) 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 对酶及生物催化剂的认识的发展
蛋白质类： 蛋白质类：天然酶 enzyme 极端酶 extremozyme 抗体酶 abzyme 生物催化剂 （Biocatalyst） ） 生物工程酶 核酸类: 核酸类 Ribozyme Deoxyribozyme 其它： 其它：模拟酶
四、核酶的应用
一、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。
二、在其他领域的应用
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
5 ’ 3’
Ⅱ类内含子二级结构模式
发夹二级结构模型
剪切位点 3 ‘ 5 ‘
5个环和4个螺旋形成两个 结构域 剪切反应发生在底物识别 序列GUC的5‘端 两个内部环中的碱基及在 螺旋区Ⅱ的G11和底物中 的G+1都是酶发挥作用所 必需的。
HDV RNA斧头结构模式
剪切部位 三个碱基对的茎 需要二价阳离子， 需要二价阳离子， 产生5‘ 产生 ‘-OH和 2’,3’-环 和 ’ ’环 磷酸
7位核苷酸 位核苷酸
发夹（hairpin 发夹（hairpin ）结构
发夹核酶发现于三种不同植物RNA病毒，即 烟草环点病毒，菊苣黄色斑点病毒型和筷子芥 花叶病毒。三种发夹核酶分别是这些RNA病毒 卫星RNA的负链，英文缩写分别是 sTRSV,sCYMVT,sARMV,均为单链RNA。 发夹核酶结构模型 发夹核酶催化机制 金属离子在催化反应 中起结构作用，其剪切活性比锤头结构核酶高。
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、寻找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
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）
1. I类内含子的自我剪接(Self-splicing) I类内含子的自我剪接(Self剪接机制 L-19IVS在体外的多种酶活性 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： 中的6个嘌呤核苷酸序列 引导序列：IVS中的 个嘌呤核苷酸序列 中的 5‘CUCUCU3’ ‘ 3’GGGAGG5’ G结合位点 结合位点:IVS 中的 P7茎区 茎区 结合位点 空间结构
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
10-23型脱氧核酶作用机理 型脱氧核酶作用机理
deoxyribozyme
5′ ′ 3′ ′ R
YR
RNA substrate
R=A or G 切割点 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 A 3‘
结合部位) 茎I(结合部位 结合部位
20
40
催化部位) 茎II (催化部位 催化部位
单金属离子催化
双金属离子催化
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
IVS 5 ‘ UCUAAA Pre-rRNA
A A A
四应
5‘
UCU pGOH
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 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。 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。
1、转核苷酸作用 转核苷酸作用 2CpCpCpCpC 2、水解作用 水解作用 CpCpCpCpC 3、转磷酸作用 转磷酸作用 CpCpCpCpCpCp+UpCpU CpCpCpCpCpC + UpCpUp 4、去磷酸作用 去磷酸作用 CpCpCpCpCp CpUpCpUpN CpCpCpCpC +Pi +G CpUpCpU +GpN 5、限制性内切酶作用 限制性内切酶作用 CpCpCpC + pC CpCpCpCpCpC +CpCpCpC
mRNA剪接过程 剪接过程
锤头结构的 五种类型
R示酶，S示底物，箭头示剪切位点 示酶， 示底物 示底物， 示酶
建议的L19 RNA催化机理 建议的 催化机理
锤头型核酶对切割位点的识别 位点遵守NHH规则（N代表任 规则（ 代表任 位点遵守 规则 意核苷酸， 代表 代表A,U或C）。 意核苷酸，H代表 或 ）。 催化过程需要二价金属离子参 与。
剪切部位
剪切机制
这类RNA进行自 进行自 这类 身催化的反应是只切 不接。 不接。 特点： 特点：在 Mg 2+ 或其 他二价金属离子存在 在特定的位点， 下，在特定的位点， 自我剪切，产生5‘ 自我剪切，产生 ‘OH 和2’，3‘-环磷 ’ ‘ 环磷 酸二酯末端。 酸二酯末端
核酶自身剪切反应
mRNA剪接反应是 剪接反应是 在剪接体（ 在剪接体（splicesome) 上进行的. 上进行的 5种snRNA 种 剪接体 50多蛋白质 多蛋白质
GUAA
3 ‘
5‘ 5
5‘GAA A UCUoH3’ 3 ‘
GUAA
3‘
5 ‘
UCUUAA rRNA
5’GAAA 19nt L-19IVS
GOH 3’
G-IVS
C C C U C U O o P o
OA
C C C U C U O o P
O OA
C C C U C U
OH
+ HOG
3’
+ o
Ao
o G
RNaseP可剪切 可剪切 前体5‘ 前体 ‘端41nt, 5’ 端成熟。 端成熟。不同 剪切位点 tRNA的 5’ 端没 的 ’ 有顺序共同性， 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， 顺序无关，表明在 RNaseP的组分内 的组分内 没有引导序列， 没有引导序列， RNaseP所识别的 所识别的 是底物的高级结构 高级结构。 是底物的高级结构。 RNaseP底物的二级结构 底物的二级结构
30
3’ HO-G
GMP,GDP,GTP
Ⅰ
p 5
P-G 3’ OH
p Mg
2+
类 内 含 子 的 剪 接 机 制
Mn
2+
p
p
P-G
3 HO
Intervening sequence,IVS)
2‘
p 5‘
HO-A
Ⅱ 类 内 含 子 的 剪 接 机 制
p Mg 2+
3 ‘
3’ OH
p-A p
p P-A
HO 3’
5 ‘ 5 ‘ B
N50(DNA分子库）
PCR PCR B B
5 ‘ A A
Streptavidin Column NaOH
A
cofactor
5 ‘
B
A
体外选择技术筛选具有自我裂 解功能的DNA分子
引导序列 保守序列 G结合位点 结合位点
剪接部位
Ⅰ类内含子二级结构通式
Ⅱ类内含子有一个保 守的二级结构： 守的二级结构： 结构域Ⅰ 结构域Ⅰ：两个保守 内含子结构序列 EBS1,EBS2与两个外 与两个外 显子结构序列 IBS1,IBS2互相配对。 互相配对。 互相配对 结构域Ⅴ 高度保守， 结构域Ⅴ：高度保守， 催化活性必需。 催化活性必需。 结构域Ⅵ 结构域Ⅵ：A 提供 2‘-OH ‘
G U A A U G G C U C C C C U G
J2/4
5 ‘
四个螺旋区，三个连接区，两 个环 活性中心区： J1/4, J2/4, L3 剪切位点：688/689
Ⅳ
L4
HDV 核酶假结样结构
c
影响核酶活性的因素
1、pH值对活性的影响 、 值对活性的影响 pH7﹒0 - 7 ﹒5 时核酶活性最高。 时核酶活性最高。 ﹒ 2、二价金属阳离子对活性的影响 、 3、 3、抗生素对活性的影响 大多数为抑制效应 4、变形剂对活性的影响 、 5、温度对活性的影响 、 在65℃范围内随温度升高而增加，37 ℃时均有 ℃范围内随温度升高而增加， 适宜的活性。 适宜的活性。 Mg 2+ Mn 2+
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。 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 1989年度诺贝尔化学奖。
核酶是一种金属依赖酶
金属离子的作用： 金属离子的作用： 1、特异的结构作用，或参与活性部位的 、特异的结构作用， 化学过程 2、促进 、促进RNA的总体折叠 的总体折叠 3、二价金属离子（如Mg 2+ ）与底物活 、二价金属离子（ 性部位直接相互作用， 性部位直接相互作用，参与过渡中间复 合物的形成
P-oG
过渡态
o
C C C U C U O o P
O OA
C C C U C U
2+ O Mg
o
Mg 2+
o G
P
O
OA
o G
过渡态
金属离子催化
锤头（Hammerhead)结构
二级结构模型 锤头二级结构编号 锤头结构的类型 锤头核酶的催化反应机制
锤头二级结构编号
17位核苷酸 17位（ X ）的核苷酸残 位 基多数是C,不能是 基多数是 不能是U,G. 不能是 7位核苷酸残基的置换 位核苷酸残基的置换 不会对酶活性产生很大 影响
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。 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。
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
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
剪切 位点
G U A C G G C C G G U
J1/2
G C C G Ⅰ G C U G G G G CAA C A J1/4 U U C C G A G G G G A C
Ⅲ
U C
G U C C A C G G C G C G
C A G G U
Ⅱ
A A G C G
3 ‘
U C C CU
L3