核糖核酸催化劑

核糖核酸催化劑（ribozyme）是有催化活性的核糖核酸（RNA）。是1981年切赫（T.Cech）最先發現的。

基本介紹

• 中文名：核糖核酸催化劑
• 外文名：ribozyme
• 分類：剪下型和剪接型
• 套用：藥物和生物

概述

核糖核酸催化劑（ribozyme）是有催化活性的核糖核酸（RNA）。是1981年切赫（T.Cech）最先發現的，以後由他命名，尚無統一的中文譯名。和酶（蛋白質催化劑）相比，細胞內的RNA催化劑是極少的。已知的幾十種天然RNA催化劑的絕大部分參與RNA的加工和成熟。

分類

按核糖核酸催化劑的作用方式可分為剪下型（把RNA前體的多餘部分切除），和剪接型（把RNA前體的內含子部分切除並把不連續的外顯子部分連線起來）。

根據核糖核酸催化劑所作用的底物不同，又可分成自體催化和異體催化兩類。絕大多數RNA催化劑以自身為底物進行自體催化，可以是自我剪下，也可以是自我剪接。RNA催化劑比酶的催化效率低，有的RNA催化劑具有多種酶的功能。如原生動物四膜蟲的rRNA前體的內含子序列具有核糖核酸酶等5種酶的活性，其水解RNA的速率為每分鐘兩次，而胰RNA酶的作用速率則為每秒鐘數千次。切赫和阿爾特曼（S.Altman）因對RNA催化劑研究的突出貢獻，共獲1989年度諾貝爾化學獎。

套用

因為RNA催化劑能損害編碼不同蛋白質的RNA分子，核糖核酸催化劑很可能有重要的藥物和生物工程套用。不少科學家致力於人工製造RNA催化劑。已知有套用前景的RNA催化劑是自體催化的剪下型。實驗證明，只要滿足這類催化劑的若干保守核苷酸序列和其二級結構，就會自動發生剪下反應。人工合成的最小RNA催化劑為13聚核糖核苷酸。人們構想用合成RNA催化劑對付人類和動植物因不良基因或病毒引起的疾病，因這種催化劑可切割其RNA中間產物。20世紀80年代後期已設計合成了可切割菸草花葉病毒和愛滋病毒的某些RNA片段的RNA催化劑，切赫實驗室報導四膜蟲RNA催化劑的衍生物可以催化DNA的定點斷裂，其他科學家也有類似的報導，這些研究有可能導致新的序列專一的DNA斷裂試劑。1991年報導，切赫已獲得美國的RNA催化劑技術專利權。這項專利權覆蓋廣泛範圍的RNA催化劑以及使用和合成它們的方法。擁有切赫工作許可證的一家美國公司已有供商業使用的RNA催化劑產物。