起催化作用的rna是哪种rnaRNA的酶为什么可以在细胞外发挥作用?

化学本质为RNA的酶,在生物学上有一个明确对应的定义,那就是核酶(Ribozyme);维基百科上有对应的词条:Ribozyme - Wikipedia然而有一点需要指明的是,有相当一部分RNA酶并不是独立发挥功能的,他们往往需要与蛋白质组成复合体(Complex)发挥功能。其中,有很多著名的RNA酶在这里可以作为例子科普:首先,是大名鼎鼎的端粒酶,也就是各种护肤品(没错我就是能分得清护肤品和化妆品的优秀男孩子)广告中所生成的提高端粒酶活性,延长端粒,抗衰老……的那个端粒酶(Telomerase)。然而很有意思的是,我们所熟知的端粒酶实际上是一种逆转录酶,它本身携带一个特定的RNA分子:3′-CCCAAUCCC-5′(布氏锥虫中),然后发挥逆转录酶活性将这段序列反复地添加到染色体的末端形成一条DNA单链,随后会有真核生物中的DNA聚合酶合成互补链——这里的端粒酶是一种RNA指导的DNA聚合酶,而其中的RNA只是起到了模板的作用,发挥DNA聚合功能的还是端粒酶的蛋白质部分。图为端粒酶的作用机制,图片来自WikiB站有个很萌的小视频可以给大家展示端粒酶的工作机制:https://www.bilibili.com/video/av25910816?from=search&seid=653309588104321128其次,是所谓的最典型的核酶(正如很多国内教材所描述的那样剪接DNA的酶叫核酶),RNA剪接体(Spliceosome)当中的核酶snRNA,以及其他类型的RNA剪切和剪接的酶RNase P 等。这里补充一个关于剪接体Spliceosome的小视频,视频中所用的例子是由施一公教授团队解析的酵母RNA剪接体:https://www.bilibili.com/video/av8746513?from=search&seid=1494690639325656369除此之外,Wiki上还给出了大量的被发现的RNA酶:其中,包括rRNA也可以被看做是核酶(实际上翻译过程中将氨基酸一个一个连起来的反应就是16s rRNA催化的)。核酶的催化机制十分多样化,在多数情况下它们可以模仿与他们功能相似的蛋白质酶的催化机制,比如在大多数的自剪切核酶中,它们可以利用自身的2'羟基来作为亲核试剂进攻二磷酸键桥完成自剪切。核酶的三种结构:铅酶、斧头型核酶、扭转核酶,图片来自WIki最后,值得一提的是人类肝炎病毒HDV的核酶,在其繁殖过程中起到了重要的剪切作用,同时还是被发现的自剪切速度最快的核酶。这样的回答我还有一百多个,你真的不看看嘛?╰( ̄▽ ̄)╮当然非核酶(ribozyme)莫属啦,因为核酶的定义就是具有催化功能的RNA分子 。1967年,Carl Woese, Francis Crick和 Leslie Orgel 首次提出RNA可以作为催化剂,理由是RNA可以形成复杂的二级结构。1982年,美国科学家Thomas R.Cech和他的同事在对“四膜虫编码rRNA前体的DNA序列含有间隔内含子序列”的研究中发现,自剪接内含子的RNA具有催化功能。与此同时,耶鲁大学教授Sidney Altman正在研究细胞中tRNA分子的加工方式,他和他的同事们分离出一种叫做RNase P的酶,这种酶负责将前体tRNA转化为有活性的tRNA。
令他们惊讶的是,他们发现RNase P除了蛋白质之外,还含有RNA,而且RNA是该酶的不可或缺的部分。
二者也因此获得了1989年诺贝尔化学奖。为了与酶(enzyme)区分,Cech将它命名为核酶(ribozyme)。
核酶分类天然核酶主要有:(1)异体催化剪切型,如RNaseP(2)自体催化的剪切型,如植物类病毒、拟病毒和卫星RNA(3)Group I 内含子自我剪接型,如四膜虫大核26S rRNA(4)Group II 内含子自我剪接型(5)核糖体中的rRNA
人工筛选的核酶:(1)可以对tRNA进行氨酰化的Flexizyme(2)基于riboswitch的 glmS (3)Class I ligase}

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