编辑“︁RNA催化”︁

{{Merge|核酶|discuss=Talk:RNA催化#請求與核酶合併|time=2025-04-12T05:45:09+00:00}}
'''RNA催化'''指的是某些[[核糖核苷酸|RNA分子]]具有[[催化]]特定[[生化反應|生化反应]]的能力。这类具有酶功能的RNA分子被称为核酶（ribozymes）。这一发现颠覆了早期认为只有[[蛋白质]]才能作为生物催化剂的传统观念，揭示了RNA在[[生命活动]]中除了訊息傳遞之外的重要功能。

== 发现历史 ==

[[西德尼·奥尔特曼]]在研究核糖核酸酶P（RNase P）时发现，该酶的RNA[[亚基]]在特定条件下具有催化活性，能够剪切tRNA前体的5'端引导序列。这项工作首次证明了RNA分子可以拥有酶的功能。<ref name="altman1983">{{cite journal | author = Guerrier-Takada C, Gardiner K, Marsh T, Pace N, Altman S | title = The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme | journal = Cell | volume = 35 | issue = 3 Pt 2 | pages = 849–57 | year = 1983 | pmid = 6197186 | doi = 10.1016/0092-8674(83)90556-2 }}</ref>

[[托马斯·切赫]]在研究四膜虫（Tetrahymena thermophila）的核糖体RNA时，发现一个特定的RNA内含子能够自我剪接，即在没有蛋白质参与的情况下，RNA分子自身能够催化自身的剪切和连接反应。这一发现进一步证实了RNA的催化能力。<ref name="cech1982">{{cite journal | author = Cech TR, Zaug AJ, Grabowski PJ | title = In vitro splicing of the ribosomal RNA precursor of Tetrahymena: involvement of a guanosine nucleotide in the excision of the intervening sequence | journal = Cell | volume = 31 | issue = 1 | pages = 147–53 | year = 1982 | pmid = 6295689 | doi = 10.1016/0092-8674(82)90446-7 }}</ref>   

== 主要的RNA催化剂 ==

除了RNase P和自剪接内含子外，还发现了许多其他的核酶，它们在细胞的各种生命过程中发挥着重要作用：

[[核糖体RNA]]（rRNA）：[[核糖体]]是[[细胞]]内合成蛋白质的[[分子机器]]，主要由rRNA和蛋白质组成。研究表明，核糖体催化肽键形成的核心活性（肽基转移酶活性）主要由rRNA负责，特别是23S rRNA（在细菌中）和28S rRNA（在真核生物中）。<ref name="rRNAcatalysis">{{cite journal | author = Nissen P, Hansen J, Ban N, Moore PB, Steitz TA | title = The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis | url = https://archive.org/details/sim_science_2000-08-11_289_5481/page/920 | journal = Science | volume = 289 | issue = 5481 | pages = 920–30 | year = 2000 | pmid = 10937989 | doi = 10.1126/science.289.5481.920 }}</ref>

锤头状核酶（Hammerhead ribozyme）：这是一类较小的核酶，广泛存在于植物病毒和类病毒中。它们能够自我催化RNA链的断裂。锤头状核酶因其独特的二级结构而得名，并且被广泛用于研究RNA的结构和功能。<ref name="hammerhead">{{cite journal | author = Forster AC, Symons RH | title = Self-cleavage of plus and minus RNAs of a virusoid associated with avocado sunblotch disease | journal = Cell | volume = 49 | issue = 2 | pages = 211–20 | year = 1987 | pmid = 3030388 | doi = 10.1016/0092-8674(87)80033-4 }}</ref>

肝炎病毒δ型核酶（Hepatitis delta virus ribozyme）：这种核酶存在于人类肝炎病毒δ型的RNA基因组中，参与病毒RNA的复制过程，能够自我催化RNA的剪切和连接。<ref name="HDV">{{cite journal | author = Sharmeen L, Kuo MY, Dinter-Gottlieb G, Taylor J | title = Antigenomic RNA of human hepatitis delta virus can undergo self-cleavage | url = https://archive.org/details/sim_journal-of-virology_1988-08_62_8/page/2674 | journal = Journal of Virology | volume = 62 | issue = 8 | pages = 2674–9 | year = 1988 | pmid = 3393818 | pmc = 253391 }}</ref>

还存在其他多种核酶，例如发夹状核酶（Hairpin ribozyme）、HDV样核酶等，它们在不同的生物过程中发挥着特定的催化作用。<ref name="knownribozymes">{{cite web | url = https://www.news-medical.net/life-sciences/Known-Ribozymes.aspx | title = Known Ribozymes | website = News-Medical.net | access-date = 2025-04-12 | date = 2023-07-20 }}</ref>

== RNA催化的机制 ==

RNA催化的机制与蛋白质酶有相似之处，都依赖于活性位点的特定三维结构来结合底物并加速化学反应。核酶通过以下方式实现催化：

底物结合：核酶的活性位点通过碱基配对、堆积以及氢键等相互作用与底物RNA结合，形成一个精确的复合物。

过渡态稳定：核酶能够稳定反应的过渡态，降低反应的活化能，从而显著提高反应速率。

[[辅助因子]]：一些核酶需要金属离子（如镁离子）等辅助因子来协助催化过程，这些离子可以参与底物的定位、稳定RNA结构或直接参与催化反应。<ref name="mechanismreview">{{cite journal | author = Lilley DM | title = Mechanisms of catalytic RNA molecules | url = https://archive.org/details/sim_molecular-biology-and-evolution_1985-11_2_6/page/n5 | journal = Mol. Biol. Evol. | volume = 2 | issue = 6 | pages = 455–68 | year = 1985 | pmid = 2835576 | doi = 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040337 }}</ref>

== RNA世界假说 ==

RNA催化的发现为“[[RNA世界假说]]”提供了强有力的证据。该假说认为，在生命起源的早期阶段，RNA可能同时扮演了遗传信息的载体和催化剂的角色。RNA既能像DNA一样存储遗传信息，又能像蛋白质酶一样催化化学反应，这使得早期生命有可能在没有DNA和蛋白质的情况下出现和进化。RNA催化的存在表明，RNA分子本身就具备构建复杂生命系统所需的关键功能。<ref name="rnaworldnews">{{cite web | url = https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-the-RNA-World-Hypothesis.aspx | title = What is the RNA World Hypothesis? | website = News-Medical.net | access-date = 2025-04-12 | date = 2023-07-24 }}</ref>

== 参见 ==

*[[核酶]]
*[[RNA世界假说]]
*[[分子生物学]]
*[[酶]]
*[[核糖体]]
*[[核糖核酸酶P]]
== 参考文献 ==
{{Reflist}}

== 外部链接 ==

{{cite web | url = https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1989/altman/lecture/ | title = Sidney Altman – Nobel Lecture | website = NobelPrize.org | access-date = 2025-04-12 }}
{{cite web | url = https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1989/cech/lecture/ | title = Thomas R. Cech – Nobel Lecture | website = NobelPrize.org | access-date = 2025-04-12 }}
{{-}}
{{分子生物学}}

[[Category:酶]]

[[Category:RNA]]
[[Category:酶]]
[[Category:分子生物学]]
[[Category:生物化学]]
[[Category:生物化学]]