第六章核酶抗体酶模拟酶ppt课件.ppt

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1、第六章　核酶、抗体酶、模拟酶内容核酶脱氧核酶抗体酶模拟酶第一节　核酶　Ribozyme一、发现80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的ThomasCech和美国耶鲁大学的SidneryAltaman各自独立地发现RNA具有生物催化功能。T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学奖。ThomasCechSidneryAltaman原生动物四膜虫的RNA剪切实验RNaseP:催化tRNA前体的5’-端成为成熟的内切核酸酶蛋白质部分RNA部分组成1/43/4为RNA分离后无活性　　　　　　　　　无活性RN

2、A部分在Mg2+存在下，有RNaseP作用。RNA部分用SDS-酚抽提或者蛋白酶作用，都不受影响。体外转录从E.coli的基因在体外转录，得到的产物RNaseP前体，同样能加工tRNA前体RNaseP-RNA前体和RNaseP-蛋白质可以重组成全酶意义RNA型生物催化剂的发现是现代生物学中的一个重大突破功能核苷酸聚合酶的活性，催化肽键的形成，催化甲硫氨酰－tRNA的水解底物除RNA外，还有氨基酸酯、多糖、DNA等。剪切型核酶剪接型核酶根据催化反应锤头核酶I内含子II内含子发夹核酶丁型肝炎病毒（HDV)核酶RNaseP二、

3、核酶的分类1、剪接型核酶剪接型核酶的作用机制是通过既剪又接的方式除去内含子（Intron).剪接型核酶分类I类内含子II类内含子p3’HO-Gp3’pP-GOHpP-G3‘HOⅠ类内含子的剪接机制Mg2+或Mn2+GMP,GDP,GTP外显子内含子或居间序列（Interveningsequence,IVS)5‘UCUAAAIVSGUAAPre-rRNAUCUAAAGUAAUCUoH3’5‘GAAAGUAAUCUUAA5’GAAAGOH3’G-IVSL-19IVS19nt5‘3‘rRNA5‘3‘5‘pGOH3‘5‘3‘四膜

4、虫rRNA前体自我剪接反应Ⅰ类内含子二级结构通式保守序列G结合位点剪接部位引导序列1、转核苷酸作用2CpCpCpCpCCpCpCpCpCpC+CpCpCpC2、水解作用CpCpCpCpCCpCpCpC+pC3、转磷酸作用CpCpCpCpCpCp+UpCpUCpCpCpCpCpC+UpCpUp4、去磷酸作用CpCpCpCpCpCpCpCpCpC+Pi5、限制性内切酶作用CpUpCpUpN+GCpUpCpU+GpNp2‘HO-App-Ap3’OHpP-AHO3’Ⅱ类内含子的剪接机制Mg2+套环的形成5‘3‘外显子连接Ⅱ类内含

5、子有一个保守的二级结构：结构域Ⅰ：两个保守内含子结构序列EBS1,EBS2与两个外显子结构序列IBS1,IBS2互相配对。结构域Ⅴ：高度保守，催化活性必需。结构域Ⅵ：A提供2‘-OHⅡ类内含子二级结构模式5’3’2、剪切型核酶1、自身催化剪切型RNA剪切机制这类RNA进行自身催化的反应是只切不接。特点：在Mg2+或其他二价金属离子存在下，在特定的位点，自我剪切，产生5‘-OH和2’，3‘-环磷酸二酯末端。锤头型核酶的二级结构和空间立体结构示意图三个双螺旋区13个核苷酸残基保守序列剪切反应在右上方GUX序列的3‘端自动发生

6、17位（X）的核苷酸残基多数是C,不能是U,G.7位核苷酸残基的置换不会对酶活性产生很大影响锤头二级结构编号7位核苷酸17位核苷酸锤头型核酶对切割位点的识别位点遵守NHH规则（N代表任意核苷酸，H代表A,U或C）。催化过程需要二价金属离子参与。单金属离子催化双金属离子催化发夹（hairpin）结构发现于三种不同植物RNA病毒（烟草环点病毒，菊苣黄色斑点病毒型和筷子芥花叶病毒）二级结构模型5个环和4个螺旋形成两个结构域剪切反应发生在底物识别序列GUC的5‘端2、异体催化剪切型RNA核糖核酸酶P(RNaseP)能剪切所有tR

7、NA前体的5‘端，除去多余的序列，形成3’-OH和5’-磷酸末端。RNaseP由RNA和蛋白质亚基组成。体外：RNA具催化作用,蛋白质作为辅助因子体内：RNA和蛋白质对酶活性都是必需的。RNaseP可剪切前体5‘端41nt,5’端成熟。RNaseP所识别的是底物的高级结构。RNaseP底物的二级结构剪切位点三、核酶在医学上的应用1、核酶抗肝炎病毒的研究目前人们已进行了核酶抗甲型肝炎病毒（HAV)、乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV）以及HDV作用的研究。人工设计核酶多为锤头状结构，少部分是采用发夹状核酶。2、抗

8、人类免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-Ⅰ)核酶1998年，美国加利福尼亚大学Wong-Staal等利用发夹核酶抑制HIV-Ⅰ基因表达，并率先进入临床Ⅰ期。3、抗肿瘤治疗核酶能在特定位点准确有效地识别和切割肿瘤细胞的mRNA,抑制肿瘤基因的表达，达到治疗肿瘤的目的。第二节、脱氧核酶的研究1、体外选择技术筛选脱氧核酶分子通过优先