桑花叶萎缩类病毒基因组核酶活性及其对桑树侵染性的研究

桑花叶萎缩类病毒（Mulberry mosaic dwarf viroid,MMDVd）基因组由单链环状小分子RNA组成,根据预测二级结构可能存在锤头核酶（Hammerhead ribozyme,HH）和疑似发夹核酶（Hairpin ribozyme,HP）,但目前还缺乏对核酶活性的研究。本研究使用体外自切割和2,3-环磷酸基测序对核酶活性及自切割位点进行了鉴定,并在发夹核酶Loop1增加一对碱基设计合成了突变核酶MMDVd-HP’,比较了其与MMDVd-HP的活性差异,分析了MMDVd对正常未染病和桑花叶卷叶病相关病毒（Mulberry mosaic leaf roll-associated virus,MMLRaV）阳性桑树的侵染。体外自切割结果显示,所有核酶均成功自切割产生了相应的单体,均有核酶活性。2,3-环磷酸基测序结果显示,腺苷化接头分别连接于第7位的C和302位的A之后,MMDVd-HH的切割位点位于AUC↑处,MMDVd-HP切割位点位于ACA↓处。定量PCR结果显示反应体系中的MMDVd-HP多于MMDVd-HP’,表明MMDVd-HP’更多的发生了切割,活性高于MM...     

特异切割马铃薯纺锤形块茎类病毒负链的多价核酶的构建和体外活性测定

根据锤头型核酶的作用模式 ,设计、合成并克隆了特异切割马铃薯纺锤形块茎类病毒 (PSTVd)负链RNA不同区域位点的双价和三价锤头型核酶基因。通过体外转录 ,将PSTVd负链RNA分别与双价和三价核酶混合 ,37℃温育 2h。结果表明 ,双价核酶和三价核酶均表现出较高的切割活性 ,其中双价核酶处理的切割产物的大小与理论值相符合。三价核酶虽表现出较高的切割活性 ,但只是其中一价核酶在起作用。讨论了二价和三价核酶的应用前景。     

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。     

特异切割马铃薯纺锤形块茎类病毒负链的多价核酶的构建和体外活 …

根据锤头型核酶的作用模式,设计、合成并克隆了特异切割马铃薯纺锤形块茎类病毒（ＰＳＴＶｄ）负链ＲＮＡ不同区域位点的双价和三价锤头型核酶基因。通过体外转录,将ＰＳＴＶｄ负链ＲＮＡ分别与双价和三价核酶混合,３７℃温育２ｈ。结果表明,双价核酶和三价核酶均表现出较高的切割活性,其中双价核酶处理的切割产物的大小与理论值相符合。三价核酶虽表现出较高的切割活性,但只是其中一价核酶在起作用,讨论了二价和三价核酶的应     

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.     

锤头型核酶作用机理的研究进展

概述了锤头型核酶的二级结构特征,动力学反应的特点以及核酶切割反应的催化机制,提出了锤头型核酶作用机理有待于深入研究的问题.     

特异切割苹果锈果类病毒的核酶基因的克隆和转录物的体外活性测定

根据锤头型核酶的作用模式 ,设计、合成和克隆了特异切割苹果锈果类病毒ASSVd正链 (194-196位点 )或负链 (89- 91位点 )RNA的 2个短臂锤头型核酶基因 :42nt的RzASSVd(+)和 40nt的RzASSVd(- )。经转录获得核酶转录物和³²P标记的ASSVd正、负链转录物。将核酶与ASSVd混合 ,50℃或 37℃保温 3～ 4h ,进行 8%PAGE(含8mol L尿素 )和放射自显影分析。体外切割检测表明 :2个核酶均具有特异切割活性 ,其中RzASSVd(- )对ASSVd负链的切割活性较高 ,对ASSVd正链不起作用。RzASSVd(+)对ASSVd正链的切割活性较弱 ,对ASSVd负链亦不起作用。在此基础上 ,构建得到双价核酶基因pGEMRzASSVd(± )。     

抗HPV11E2核酸的计算机设计

借助计算机软件分析,设计出能特异性切割HPV11型644nt型644ntE2mNA的核酶。遵循Symons锤头状核酶结构和GUX剪切位点原则,靶序列存在32个剪切位点,通过计算机软件分析核酶的最佳剪切位点,并对底物及核酶的二级结构进行预测及进行相应基因生物学功能和基因同源性分析,筛选出2个锤头结构核酶。针对这两位点设计的核酶分别命名为RZ277和RZ3281。计算机分析显示,两核酶与底物切点两翼碱基形成锤头状结构,切点所在基因序列具有相对松驰的二级结构,位于该基因重要生物功能区内,是核酶的理想攻击区域,通过基因库检索,在已知人类基因中排除了与上述两核酶切点两翼碱基有基因同源性序列的可能性。并非所有的GUX位点（X：C、U、A）或CUX均可作为核酶的最佳剪切切割反应,为下一步将核酶用于细胞内和体内试验打下基础。     

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。     

抗HPV11 E2核酶的计算机设计

 借助计算机软件分析 ,设计出能特异性切割HPV11型 6 4 4ntE2mRNA的核酶 (ribozyme) .遵循Symon′s锤头状核酶结构和GUX剪切位点原则 ,靶序列存在 32个这样的剪切位点 .通过计算机软件分析出核酶的最佳剪切位点 ,并对底物及核酶的二级结构进行预测及进行相应基因生物学功能和基因同源性分析 ,筛选出 2个锤头结构核酶 .针对这两位点设计的核酶分别命名为RZ2 777和RZ32 81.计算机分析显示 ,两核酶与底物切点两翼碱基形成锤头状结构 ,切点所在基因序列具有相对松弛的二级结构 ,位于该基因重要生物功能区内 ,是核酶的理想攻击区域 .通过基因库检索 ,在已知人类基因排除了与上述两核酶切点两翼碱基有基因同源性序列的可能性 .将两核酶用于体外剪切实验取得了良好的实验结果 ,认为借助计算机分析可帮助尽快从多个剪切位点选择出最适核酶     

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.     

发夹核酶的研究与应用

核酶 (ｒｉｂｏｚｙｍｅ)是既能特异识别又能特异切割小分子ＲＮＡ的核酸内切酶 ,其本身也是ＲＮＡ ,主要包括发夹核酶、锤头核酶、丁肝病毒、链孢霉属ＶＳ和铅依赖性ＲＮＡ ,共同特点是可逆地切割底物ＲＮＡ的磷酸二酯键 ,生成 5′ ＯＨ和 2′ ,3′ 环磷酸末端。虽然催化产物相似 ,但它们的结构和催化机制却是很不相同的。发夹核酶 (ｈａｉｒｐｉｎｒｉｂｏｚｙｍｅ)发现于三种不同植物ＲＮＡ病毒 ,即烟草环点病毒 (ｔｏｂａｃ ｃｏｒｉｎｇｓｐｏｔｖｉｒｕｓ) ,菊苣黄色斑点病毒型 (ｃｈｉｃｏ ｒｙｙｅｌｌｏｗｍｏｔｔｌｅｖｉｒｕｓｔ…     

核酶设计、合成与克隆的一种新方法

介绍了一种设计、合成与克隆人造核酶的新方法.通过在“锤头结构”模型中非保守性区域引入 Bgl I 切点,不仅维持了核酶切割活性所必需的二级结构,而且为核酶克隆的鉴定提供了极为方便的手段.另外还通过在核酶模板两端引入限制性内切酶半切点,一步直接将核酶模板连接、聚合、克隆到体外转录载体上,大大简化了以往核酶克隆的繁琐操作,省时、省力,克隆效率也较高.     

“发夹”催化型RNA抑制HIV-1表达

北伊利诺伊斯大学(NIU)和加州大学圣迭戈校区(UCSD)的科学家发现,一种“发夹”状催化型 RNA 在人组织培养实验中能抑制 HIV-I 表达。NIU 的 Arnold Hampel 博士及其同事,以及 UCSD 的Flossie Wong-Staal 博士,发现这种发夹状核酶(ribozyme)能切割 RNA 基因拷贝,从而使 HIV-I     

丙型肝炎病毒RNA特异性核酶的切割活性研究

针对丙型肝炎病毒RNA(HCV-RNA)的5′非编码区和部分C区的二级结构,设计并合成了四个不同的锤头型核酶(ribozyme A, ribozyme B, ribozyme C₁, ribozyme C₂).首先应用体外切割实验筛选出作用于HCV-RNA起始密码子上游GTA↓位点的核酶RzA有较好的活性.为初步验证核酶RzA在细胞内的切割活性,经脂质体介导,将RzA-RNA与另一携带该核酶靶基因的质粒表达载体pCl-neo-luciferase(载体中荧光素酶基因受核酶靶基因的调控)共转染HepG₂细胞.通过测定荧光素酶基因的表达证实了核酶在细胞内有较好的切割活性.在此实验基础上,把RzA基因克隆至pCl-neo质粒表达载体中,再次经脂质体介导,将重组的表达载体pCl-neo-RzA与携带该核酶靶基因的质粒表达载体pCl-neo-luciferase共转染HepG₂细胞,获得了更好的切割效果.     

抗人组织金属蛋白酶抑制剂—1核酶的体外制备和活性鉴定

研究了特异切割人瘢痕组织中组织金属蛋白酶抑制剂 1(tissueinhibitorofmetalloproteinases 1,TIMP 1)的锤头状核酶 ,测定了其体外切割活性。制备特异切割TIMP 1的U6snRNA嵌合型核酶基因克隆。TIMP 1mRNA基因片段克隆至T载体。用体外转录法大量制备以 [α 3 2 P]UTP标记的核酶及靶RNA ,进行体外切割实验。结果表明 :核酶∶底物 =1∶1时 ,活性的U6snRNA嵌合型核酶 (U6Rz35 8)在 5 0℃具有最佳切割活性 ,切割效率为 76 .34% ;37℃时 ,切割效率为 5 5 .2 1%。5 0℃时 ,Km=39.6nmol/L ,kcat=0 .2 1min-1;而点突变型核酶U6Rz35 8m 没有切割活性。制备的U6 Rz35 8有良好的特异切割活性 ,有望在瘢痕成纤维细胞内抑制人TIMP 1的表达。     

专一切割苹果锈果类病毒多体自切割核酶的克隆和转录物的体外活性测定

将苹果锈果类病毒的1个14nt的靶序列连接在锤头型核酶的3′末端,构成自切割核酶。经人工合成和PCR扩增,克隆在转录载体pGEM7zf（＋）的XhoⅠ-Hind Ⅲ位点。利用限制酶Xho I与SalI的连接,消失其识别位点序列,将自切割核酶片段插入到重组质粒中,经连续5次亚克隆,分别获得2、4、6、8、10和12拷贝的多体自切割核酶。在T7RNA聚合酶作用下,线性化重组质粒转录的多体自切割核酶通过内部的顺式切割释放出较多数量的核酶分子,提示在转录水平能够提高核酶转录物的浓度。用相同摩尔浓度的单体和12体自切割核酶分别对32P标记的靶ASSVd进行反式切割,核酶与靶RNA摩尔浓度比为1：1。放射自显影结果表明：多体自切割核酶对靶ASSVd的切割效率明显高于单体自切割核酶。我们推测多体自切割核酶在体内系统中可能具有更好的应用价值。     

抗家蚕核多角体病毒（BmNPV）即刻早期蛋白基因的三联核酶的设计和性质

以ＢｍＮＰＶＩＥ基因为靶序列,通过计算机设计了３个切割靶序列不同位点的锤头状核酶（Ｒｉｂｏｚｙｍｅ）（Ｒ４７,Ｒ２０８和Ｒ６８７）为了提高核酶的切割效率,把３个核酶串联在一起形成三联的核酶（Ｒ４２６）为使单个核酶之间不相互干扰,改变了茎区ＩＩ的碱基序列,核酸二级结构计算机模拟显示,这种改变非常成功,为了减少长的侧翼序列对Ｒ４２６的影响,将Ｒ４２６基因克隆到ｐＲＧ５２３质粒的ｃｉｓ－核酶之间,限制性     

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。