Ⅰ型内含子核酶研究进展

Ⅰ型内含子核酶作为最早被发现的RNA催化剂,在过去20年里得到了深入研究.相关研究成果使人们在RNA的生物学功能、催化特征、结构与折叠特征等方面的认识有了革命性更新.回顾了Ⅰ型内含子核酶研究的主要进展,重点对近年来在Ⅰ型内含子核酶的结构和折叠方面所取得的重要成果进行了介绍、分析和总结.     

应用扫描隧道显微镜技术观察针对HBsAg基因转录物的核酶的二级结构

核酶(Ribozyme)是具有催化RNA切割反应功能的RNA,它可以特异性地切割RN-A。最近,核酶的一级结构已经被证实,其与底物结合时所形成的二级结构如锤头状(Hammerhead)、发夹型(Hairpin)结构,亦得到初步证实。因此,能够设计并人工合成核酶,通过特异性破坏RNA,阻断其功能,从而有效地阻止病毒的复制和繁殖。这是近年来继反义RNA之后发现的又一个抑制基因表达的有力工具,开辟了分子生物学的一个新领域。     

脱氧核酶及其应用进展

脱氧核酶是利用体外分子进化技术合成的一种具有催化功能的单链DNA片段,具有高效的催化活性和结构识别能力,迄今为止,已发现大量具有催化功能的脱氧核酶。其中具有RNA切割活性的脱氧核酶,能催化RNA特定部位的切割反应,从mRNA水平对基因灭活．从而调控蛋白质的表达．可能成为治疗肿瘤、病毒感染性疾病以及其它相关疾病,基因功能研究,核酸突变分析等的新型工具。     

DNA生物催化功能研究进展

近年来发现 ,不少结构特殊的DNA分子分别具有剪切RNA分子或DNA分子、T4聚核苷酸激酶样活性、DNA连接酶样活性以及催化卟啉金属离子化等多种生物催化功能 ,这些DNA分子被称为脱氧核酶或酶性DNA .它们在用作RNA和DNA工具酶、基因分析和诊断手段以及基因治疗药物等方面的潜力引人注目 .综述这些DNA分子的种类、结构特征、催化活性及应用现状和前景等方面的最新研究进展     

生物的核酶及其功能

核酶是有催化功能的RNA,目前发现的核酶可分为两大类（大分子核酶,小分子核酶）,共7种（大分子核酶包括第一类内元,RNase的RNA组分;小分子核酶包括锤头型,发夹型,肝炎δ病毒核酶,VS核酶）。本文概括了这些核酶的功能及其在理论和实际（主要是医学）方面的应用情况。     

RNA的历史与未来

核酶的发现使得人们有理由相信生命起源于RNA,通过试管演化实验获得的各种各样的催化性RNA更使人们对地球历史早期的RNA世界有了越来越多的了解。同时,随着RNA结构和功能上非凡的多样性的日益被揭示．RNA在未来的临床应用研究中所具有的巨大潜力也正逐渐显现出来。     

RNA在核糖体催化蛋白质合成中的作用

核糖体是所有生命细胞的蛋白质合成工厂.近几年对核糖体晶体结构的研究有了里程碑式的进展.核糖体是一个核酶.用体外筛选技术发现的核酶像核糖体一样也能催化肽键形成.RNA在生命起源中也有着不可替代的作用.近期发现的小RNA在转录调节、染色体复制、mRNA稳定性和翻译,及蛋白质降解和转运过程中都起作用.RNA越来越受到人们的重视,一个崭新的现代“RNA世界”正在出现.虽然核糖体在细胞中起着非常重要的作用,但是其肽基转移反应机制还不很清楚.本文介绍了肽基转移核酶与核糖体催化机理以及RNA在生命与进化中的作用和功能.     

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。     

脱氧核酶研究进展

使用体外分子进化技术,从一个人工合成的随机多核苷酸单链DNA库中筛选出具有酶活性的DNA分子,称为脱氧核酶. 目前已经筛选出具有RNA切割作用、DNA切割作用、金属螯合作用和过氧化物酶活性、DNA激酶活性以及DNA连接酶活性等多种催化功能的脱氧核酶. 特别是脱氧核酶10～23,无论在体外应用于RNA限制性内切酶,还是在生物系统内作为RNA水平上的基因失活剂,都具有很好的应用前景.     

丁型肝炎病毒核酶的结构特点与催化作用机制

丁型肝炎病毒(HDV)核酶是小核酶的一种,在分子结构和作用机制等方面都有许多不同于其它核酶的特性。以其晶体结构的揭示为基础,近几年对其立体构型及催化机制方面的研究取得了很大进展,尤其是发现HDV核酶的胞嘧啶侧链在生理条件下能发挥一般酸碱催化作用(generalacidbasecatalysis),引起了极大关注。对HDV核酶结构和催化机制的研究,将使核酶被有目的地改造,并极大地推动它在应用方面的研究。     

发夹状核酶研究进展

发夹状核酶是一种具有催化功能的RNA,能够特异识别并切割底物,它的切割效率较高,对金属离子和pH值变动的依赖较小。在抗病毒和抗疾病相关基因表达的基因治疗领域有很高应用前景,本文对它的结构,反应动力学,催化机理和应用方面的研究进展作一综述。     

脱氧核酶的研究进展

脱氧核酶是的年来利用体外分子进化技术合成的一种具有催化功能的单链DNA片段,它能催化RNA特定部位的切割反应,从mRNA水平对基因灭活,从而调控蛋白的表达,可能成为对抗RNA病毒感染、肿瘤等疾病的新型工具。     

U6嵌合型抗caspase-3核酶的体外及体内活性鉴定

为探讨caspase-3基因在细胞凋亡中的作用,及不同表达核酶的载体在体内的表达效果,本研究对比了3种表达核酶的真核质粒,包括RNA聚合酶Ⅱ启动的p1.5RZ107(自我剪切)和pRZ107及RNA聚合酶Ⅲ启动的嵌合于U6中的pU6RZ107在体外和在肝细胞BRL-3A内的活性,以期获得细胞内切割活性较高的的核酶载体方面的信息.结果显示,具有自我剪切功能的质粒p1.5RZ107在体外切割靶RNA的效率最高,几达80%;而体内caspase-3在RNA,蛋白水平及蛋白功能活性上均显著下降,证明核酶在体内均可有效地表达并切割底物,以pU6RZ107切割效率最高,约达65%,pRZ107次之,p1.5RZ107最低.结果表明,U6嵌合型核酶pU6RZ107体内可有效地表达核酶及下调靶RNA水平,这不仅为探讨caspase-3在凋亡途径中的作用,也可为今后的基因治疗提供研究基础.     

核酶与AIDS治疗

 艾滋病(AIDS)是由人免疫缺陷病毒(HIV)感染并破坏人体免疫功能所导致的一种综合症. 作为具有核酸内切酶活性的RNA小分子,核酶能特异性结合及切割HIV病毒靶分子,并促进靶分子mRNA的裂解,且能相继与多个靶分子RNA作用,同时又不影响宿主细胞RNA. 利用核酶治疗艾滋病不仅没有化疗药物常见的副作用,而且由于核酶本身具有RNA剪切酶活性,可同时剪切HIV mRNA和HIV生命过程中重要的调节蛋白mRNA.因此,较其它基因疗法如RNAi、DNA decoy等,更能有效地抑制HIV复制,并且对由HIV变异而导致的耐药病毒株同样有效,同时对病毒突变的诱导作用也较其它抗病毒药物低.因此,在抗AIDS基因治疗研究中具有潜在的应用价值. 本文在对核酶的结构、催化作用机制及其对HIV-1的作用机制进行概述的基础上,重点讨论了近年来核酶作用于HIV的研究进展以及对AIDS治疗的应用前景.     

丁型肝炎病毒核酶研究进展

丁型肝炎病毒（ＨＤＶ）核酶是近年来发现的一种具有独特的假结结构的核酶,本文着重从其结构,功能以及两者之间的关系等方面进行综述。     

军事医学科学院近年RNA研究进展

RNA研究一直是生命科学最重要的领域之一.军事医学科学院在RNA研究方面主要集中在RNA病毒的基础研究、RNA相关技术平台的建立和应用、核酶研究及反义核酸等几个方面.在非编码微小RNA（miRNA）和RNA的生物信息学方面也开展了许多工作,取得了较好的成绩.多种功能RNA组学研究中的关键技术平台在军事医学科学院建立并得到广泛应用,培养了一批RNA研究专业技术人才,为进一步深入开展功能RNA研究奠定良好基础.     

I型内含子核酶的研究进展

核酶具有特异识别和切割靶RNA的特点,从而可以抑制一些特异基因产物的表达,而I型内含子核酶,不但具有剪切功能,而且可以进行顺式剪接及反式剪接。随着人们对I型内含子核酶的功能结构也有了进一步认识,相继用I型内含子核酶对p53突变mRNA及镰形红细胞贫血等遗传性疾病致病基因mRNA的修复做了大量的研究,并取得了一定的成果。     

小型核酶的结构和催化机理

自然界存在的小型核酶主要有锤头型核酶、发夹型核酶、肝炎δ病毒（HDV）核酶和VS核酶.锤头型核酶由3个短螺旋和1个广义保守的连接序列组成;发夹型核酶的催化中心由两个肩并肩挨着的区域构成;HDV核酶折叠成包含五个螺旋臂（P1～P4）的双结结构;VS核酶由五个螺旋结构组成,这些螺旋结构通过两个连接域连接起来.小型核酶的催化机理与其分子结构密切相关.金属离子或特定碱基都可作为催化反应的关键成分.锤头型核酶的催化必须有金属离子（尤其是二价金属离子）参与,而发夹型核酶则完全不需要金属离子.基因组HDV核酶进行催化时要有金属离子和特定碱基互相配合.     

抗TGFβ1核酶以及嵌合型核酶的细胞外和肝星状细胞内活性鉴定

大量研究表明转化生长因子β1参与细胞的多种生理和病理过程. 为了研究TGFβ1在这些过程中的详细发病机制, 设计了针对TGFβ1的非嵌合型锤头状核酶和U1小核RNA嵌合型核酶. 鉴定非嵌合型锤头状核酶和U1小核RNA嵌合型核酶的胞外以及活化型肝星状细胞内的活性. 核酶的胞外切割反应结果证实, 非嵌合型核酶的胞外活性优于U1小核RNA嵌合型核酶. 进一步研究发现, U1小核RNA嵌合型核酶在转染的肝星状细胞内可以高效下调TGFβ1的表达, 且其胞内活性明显强于非嵌合型核酶. 这些结果表明, 抗TGFβ1的U1小核RNA嵌合型核酶不仅为TGFβ1在细胞的生理和病理过程中具体作用机制的研究提供一种有效的工具, 而且有望为TGFβ1相关性疾病的治疗提供一个有效手段.     

RNA干扰在植物中的作用机理及其应用研究进展

RNA干扰(RNAi)是广泛存在于生物中的一种现象,它是小干扰RNA诱导的转录后基因沉默,是生物抵抗异常DNA的一种保护机制,同时在生物生长发育过程中调控基因的表达.本文综述了近年来有关RNA干扰的发现、作用过程及其机理,分析了它与反义寡核苷酸、核酶、脱氧核酶的小同,并介绍了RNA干扰在植物基因功能、植物抗病毒、作物品种改良等方面的应用,为siRNA干扰的进一步利用提供参考资料.