RNA的生物催化功能及其研究进展

长期以来,我们一直认为生命过程中的所有化学反应是在生物催化剂——酶的作用下进行的,而所有的酶都是蛋白质或带有辅基的蛋白质。但近年研究发现,某些RNA分子也具有“酶”的生物催化功能,它们能在一定条件下催化自身或其它RNA分子发生化学反应。Cech(1981,1986)据此提出了RNA生物催化剂的概念,将这些具有酶活性的RNA称之为核酶(ribozyme)。本文简要介绍几种RNA分子的生物催化功能及其研究进展。     

Ribozyme与基因表达

Ribozyme指一类具有生物催化功能的RNA,也称RNA催化剂、在化学本质上,它不同于具有生物催化功能的蛋白质--酶(enzyme),Ribozyme发现于80年代初,近十年来,ribozyme研究进展深化了生物催化理论,提出了生物大分子和生命起源的新概念。     

问:酶的定义是什么?

答：过去人．们通常将蛋白质催化剂称作酶（enzyme）,认为酶是具有催化作用的蛋白质。自从1981年T．R．Cech首次证明原核生物四膜虫中rRNA具有催化剪切的酶活性,继而1983年SAltman又报道大肠杆菌中RNaseP中的RNA具有酶的活性,其组分也存在全酶的催化活性,并证实了RNA具有分子间催化活性,此RNA可分离得到,也可在体外转录产生,从而使人们确信有些RNA具有催化作用,即具有酶的活性。以后又先后发现了一些具有酶活性的RNA,因此许多科学家认为应该修改酶的定义,将酶的定义改为：具有生物催化功能的生物大分子;另一些科学家…     

名词解释

酶 酶是一类由生物产生的蛋白质,它能在温和条件下大大加速一切和生命有关的生物化学反应,如吸收、分解、合成等一系列反应,所以酶又叫做生物催化剂。根据酶的成分可分为两大类:一类是单纯的蛋白质,称为单份酶,一类除蛋白质外,还含有非蛋白质化合物的辅酶,叫做双成份酶。蛋白质是由成百成千     

氨酰tRNA合成酶研究进展

氨酰t RNA合成酶作为生命进化中出现的最早的蛋白质之一,可促进氨基酸转移到t RNA上,参与生物体蛋白质合成。伴随生物技术革命的到来,氨酰t RNA合成酶内部结构以及生物功能成为国内外学者的研究热点。在真核生物体内,氨酰t RNA合成酶以聚复合物形式表达功能,连接复杂的生物分子体系。氨酰t RNA合成酶作为蛋白质合成中最重要的一类酶,还直接参与、调控、RNA转录、蛋白质翻译、信号传导、RNA剪接以及免疫应答等许多生物的生命体征运动。学者进一步还证实氨酰t RNA合成酶可以作为一种抗肿瘤药物潜在靶点。     

科技信息与服务

用固定化RNA方法合成蛋白质东京工业大学生物工学科相泽益男教授及其助手开发了生产蛋白质的生物体外合成系统,他们使用固定在硝酸纤维素膜上的信使RNA,在加进氨基酸和能源时,就逐次把氨基酸连接起来了。把信使RNA固定在连接苯丙氨酸的能合成蛋白质的人工RNA及酵母细胞上,加进从酵母汁中提出的脂质体和酶这一系统,有可能制造大量的简单的蛋白质。     

生物催化剂与酶概念的发展

回顾了酶的研究历史 .综述了各种新兴“酶” ,特别是酶性RNA和酶性DNA的研究进展 .对各种“酶”与生物催化剂的概念的归属问题进行了探讨 .     

RNA研究的一些新进展——RNA生物功能的多样性

近几年发现某些RNA具有酶(Ribozyme)的催化功能。这不仅改变了酶都是蛋白质的传统观念,而且认为在远古时期RNA可能就具有自我复制的活力,因而RNA是先于DNA和蛋白质的最早出现的生物大分子。真核细胞mRNA的剪接机制比较复杂,至今还远没有搞清楚。现在知道,必须通过一个由2′,5′磷酸二酯键形成的“套环”结构,另外还有一类核蛋白体(snRNP)参与反应。反义RNA通过其碱基序列与相关的mRNA形成互补碱基对的方式影响mRNA的翻译。tRNA是蛋白质生物合成中必不可少的一类RNA。此外,它还有其它重要的生物功能。     

长链非编码RNA与糖尿病及其并发症的关系

长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)是不编码蛋白质RNA的一种,它的长度一般超过200bp.最初这些LncRNA未发现有生物学功能,而被认为是基因转录的"噪音",但越来越多的研究表明LncRNA是一类新的功能性RNA,可以通过与蛋白质、染色质和其他RNA的相互作用来调节人体多种生物功...     

酶分子化学修饰研究进展

酶是高效生物催化剂,在工业和临床医药上应用广泛。但由于酶是蛋白质,稳定性差,且在生物体内有较强的免疫原性,因而严重制约了其应用。对酶分子进行化学修饰是提高其稳定性和降低免疫原性的有效途径。简要介绍几种改进酶催化特性的方法、酶分子修饰效果的分析与评价、酶通过化学修饰获得的新性质及其原理、酶化学修饰的研究动态等。     

酶膜生物反应器及其应用

酶膜生物反应器是生物反应器的种类之一。它是由高分子膜与酶相结合构成的,是膜科学技术与生物技术相结合的产物,最早是由维塔尔(Weetal)于1966年提出。众所周知,酶是一种具有催化功能的蛋白质,它与一般的化学催化剂相比,具有专一性、效率高和反应条件温和等优点,但是酶也有很多弱点,如较脆弱、易变性失活、使用寿命短及水溶性酶在反应后不易分离,不能重复使用等,因此,已往的惯例是把价格昂贵的酶只用一次即被抛弃,这即不合理又是一种浪     

应当重视RNA的研究

生命现象是一个十分复杂的过程。它需要许多生物大分子(如核酸、蛋白质、脂类和多糖)、小分子有机化合物以及无机盐类等的协同作用。Crick用他修改过的中心法则高度概括了生命现象的根本规律。中心法则不仅指出了遗传信息的流向并且认为DNA、RNA和蛋白质是生命规律的核心。DNA储存遗传信息并决定物种的遗传和变异。RNA不仅可以储存遗传信息并在遗传信息的表达过程中表现功能。蛋白质表现遗传性状。由此可见DNA、RNA和蛋白质都是非常重要。要深入了解生命规律必须全面研究三者的结构与功能以及它们之间的相互关系。任何偏废都是有害的。近年来发现RNA还具有酶的催化功能。这就从根本上改变了所有的酶都是蛋白质的传     

名词解释

酶是由生物体所产生的催化剂,所有已知的酶都是蛋白质。作为催化剂,酶的特点是不仅选择性很强,有些是高度专一的;而且催化效率高,比一般催化剂通常要高一千万倍至十万亿倍。许多生命活动的基本特征如化学能量的利用;按照特定     

生物催化剂的新成员

生物体内不断地进行着各种化学变化 ,这些化学反应之所以能在机体中十分温和的条件下迅速进行 ,其根本原因就是生物体内普遍地存在着生物催化剂。经典的生物催化剂都是蛋白质酶。然而近年来其他具有酶活性的生物催化剂的逐步发现 ,使人类对酶的认识产生了一次又一次重大飞跃。1　抗体酶 ( abzyme)1986年 ,美国 R.A.Lerner和 P.G.Schultz等人合成了具有酶催化活性的抗体 ,称之为抗体酶。它是一种人为制备的抗体 ,其结构既具有抗体的特征 ,在其可变区又赋予了酶的属性。抗体酶的制备方法之一是选择合适的某催化反应的过渡态类似物做半抗原 …     

用生物反应器生产氨基酸

<正> 一、前言近年来,用微生物菌体、动物和植物细胞、细胞器或酶等生物催化剂制成了多种生物反应器,其中使用的生物催化剂必须稳定且容易操纵。因此,一般将其固定在某种载体中。固定生物催化剂的方法虽然有很多种,但可大致归纳为以下三大类: 1.载体结合法是通过化学或物理的     

遗传信息传递的晶体学解密

生物大分子(如蛋白质等)在生物体内行使功能必须要保证其立体结构的正确性。作为研究大分子高级结构的主要手段,结晶技术结合X-射线衍射技术、核磁共振技术以及电镜技术被普遍应用于高级结构的数据分析。随着这些技术的进一步完善,目前已经能完成蛋白质与配体的共结晶。遗传信息从最原始的DNA或RNA传递到以蛋白质的形式呈现功能的过程是由众多酶或蛋白质复合体催化的多步骤进程,解析其中重要元件的空间结构推动了对这些酶反应机理的深入研究。主要阐述结晶技术在遗传信息传递过程中关键酶或蛋白质复合体的研究中的应用。     

建议开展核糖体RNA拓扑学与核糖体失活蛋白的研究

(一)核糖体RNA拓扑学研究的重要性核糖体是细胞合成蛋白质的唯一场所。核糖体包括两个亚基,由RNA和蛋白质组成,蛋白质占1/3,而RNA占2/3,即RNA是主要组分。蛋白质生物合成的大多数步骤,包括肽链合成的起始、延伸和终止都是在核糖体上进行的。整个合成过程涉及二百多种生物大分子的协同作用。在蛋白质生物合成中,重要的是肽键的形成。这一化学反应就是在核糖体上进行的。核糖体的任何个别组分或局部组分都不能催化肽键的形成,而必须是完整的核糖体,因此人们认为核糖体本身就是一个包括多种蛋白质和rRNA的复杂酶系(有人把核糖体看作     

论核糖核酸酶P

<正> 核糖核酸酶P(RNase P)是一类使转移核糖核酸(tRNA)5′端成熟的加工酶,在tRNA生物合成中起着非常重要的作用。RNase P活性于1972年在大肠杆菌中首次发现,到1977年证明该酶是一个由核糖核酸(RNA)和蛋白质两者构成的核糖核蛋白(RNA蛋白,ribonucleoprotein),RNA部分为酶活性所必需。1979年将无活性的RNA组分和蛋白质组分重组得到有活性的酶。1983年分离出RNase P中RNA组分的前体分子,同时阐明,无论     

生物催化剂的发现及改造

生物催化剂是限制工业生物催化的重要瓶颈,发现新型生物催化剂或生物催化剂的新功能及新底物是目前的主要任务。实现该目标的方法有三种:(1)从环境样品中筛选,(2)利用蛋白质工程改造现有生物催化剂,(3)探寻现有生物催化剂的新功能。本文描述了上述三种方法的关键步骤及技术,其中重点介绍了高通量培养技术以及新近发展起来的半理性设计改造生物催化剂的技术。     

新生物催化剂的筛选与开发

生物催化剂是具有催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的统称.目前,筛选新生物催化剂的方法有两种:一是从环境样品中筛选全新的生物催化剂;二是探索现有生物催化剂的非天然新活力.本文详细综述了筛选新生物催化剂的方法及策略,并着重介绍了从微生物源开发新生物催化剂的方法.