核酶

核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂。核酶又称核酸类酶、酶RNA、类酶RNA。它的发现打破了酶是蛋白质的传统观念。

核酶一词用于描述具有催化活性的RNA，即化学本质是核糖核酸（RNA），却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子，有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多，有的能够切割RNA，有的能够切割DNA，有些还具有RNA连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。

大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。 ADSFAEQWER353423413434

随着对核酶的深入研究，已经认识到核酶在遗传病，肿瘤和病毒性疾病上的潜力。比如，对于艾滋病HIV的转录信息来源于RNA而非DNA，核酶能够在特定位点切断RNA，使得它失去活性。如果一个能专一识别HIV的RNA的核酶存在于被病毒感染的细胞内，那么它就能建立抵抗入侵的第一防线。甚至，HIV确实进入到了细胞并进行了复制，RNA也可以在病毒生活史的不同阶段切断HIV的RNA而不影响自身的RNA。又如，白血病是造血系统的恶性肿瘤，目前尚缺少有效的治疗方法。核酶的发现，尤其是锤头状核酶，为白血病的基因治疗带来了新的希望。近些年，在国外的一些国家已经在小白鼠体内得到较好的效果。核酶是在对多种植物病毒卫星RNA及类病毒RNA的自我剪接研究中发现的，数量较少，常见于rRNA的内含子。核酶的具体作用主要有：

• 核苷酸转移作用。
• 水解反应，即磷酸二酯酶作用。
• 磷酸转移反应，类似磷酸转移酶作用。
• 脱磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。
• RNA内切反应，即RNA限制性内切酶作用。核酸内切酶可以催化水解多核苷酸内部的磷酸二酯键。有些核酸内切酶仅水解5′磷酸二酯键，把磷酸基团留在3′位置上，称为5′-内切酶；而有些仅水解3′-磷酸二酯键，把磷酸基团留在5′位置上，称为3′-内切酶。能专一性地识别并水解双链DNA上的特异核苷酸顺序，称为限制性核酸内切酶（restriction endonuclease，简称限制酶）。当外源DNA侵入细菌后，限制性内切酶可将其水解切成片段，从而限制了外源DNA在细菌细胞内的表达，而细菌本身的DNA由于在该特异核苷酸顺序处被甲基化酶修饰，不被水解，从而得到保护。限制性核酸内切酶可被分成三种类型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亚基有通过在特殊碱基上补加甲基基团对DNA进行化学修饰的活性。Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修饰DNA，能在所识别的特殊核苷酸顺序内或附近切割DNA。因此，被广泛用于DNA分子克隆和序列测定。

美国科学家Cech和Altman发现了核酶（ribozyme）。最早发现大肠杆菌RNaseP的核酶蛋白质部分除去后，在体外高浓度Mg2+存在下，与留下的RNA部分（MIRNA）具有与全酶相同的催化活性。后来发现四膜虫L19RNA在一定条件下能专一地催化寡聚核苷酸底物的切割与连接，具有核糖核酸酶和RNA聚合酶的活性。 ADFASDFAF23RQ23R

核酶的发现对于所有酶都是蛋白质的传统观念提出了挑战。

核酶作为一种生物催化剂，其应用潜力广泛。在医学领域，核酶可用于靶向切割致病RNA，如针对HIV的核酶设计已进入临床试验阶段；在农业中，核酶可能用于植物病毒防治。此外，核酶在基因治疗中作为工具酶，通过设计特异性核酶切割突变mRNA，抑制有害基因表达。随着RNA化学修饰和递送技术的进步，核酶的稳定性和效率得以提升，为其临床应用奠定基础。

• Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, et al. Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena. Cell, 1982, 31(1): 147-157.
• Guerrier-Takada C, Gardiner K, Marsh T, et al. The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme. Cell, 1983, 35(3): 849-857.
• Fedor MJ, Williamson JR. The catalytic diversity of RNAs. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2005, 6(5): 399-412.
• Doudna JA, Cech TR. The chemical repertoire of natural ribozymes. Nature, 2002, 418(6894): 222-228.