核糖核酸催化剂

(ribozyme)有催化活性的核糖核酸(RNA)。是 1981 年切赫(T.Cech) 最先发现的,以后由他命名,尚无统一的中文译名。和酶(蛋白质催化剂) 相比,细胞内的 RNA 催化剂是极少的。现在已知的几十种天然 RNA 催化剂的绝大部分参与 RNA 的加工和成熟。按它们的作用方式可分为剪切型(把 RNA 前体的多余部分切除),和剪接型(把 RNA 前体的内含子部分切除并把不连续的外显子部分连接起来)。根据所作用的底物不同,又可分成自体催化和异体催化两类。绝大多数 RNA 催化剂以自身为底物进行自体催化,可以是自我剪切,也可以是自我剪接。RNA 催化剂比酶的催化效率低,有的 RNA 催化剂具有多种酶的功能。如原生动物四膜虫的 rRNA 前体的内含子序列具有核糖核酸酶等 5 种酶的活性,其水解 RNA 的速率为每分钟两次,而胰 RNA 酶的作用速率则为每秒钟数千次。切赫和阿尔特曼(S.Altman)因对 RNA 催化剂研究的突出贡献,共获 1989 年度诺贝尔化学奖。

因为 RNA 催化剂能损害编码不同蛋白质的 RNA 分子,它们很可能有重要的药物和生物工程应用。不少科学家致力于人工制造 RNA 催化剂。迄今已知有应用前景的 RNA 催化剂是自体催化的剪切型。实验证明,只要满足这类催化剂的若干保守核苷酸序列和其二级结构,就会自动发生剪切反应。目前人工合成的最小 RNA 催化剂为 13 聚核糖核苷酸。人们设想用合成 RNA 催化剂对付人类和动植物因不良基因或病毒引起的疾病,因这种催化剂可切割其 RNA 中间产物。20 世纪 80 年代后期已设计合成了可切割烟草花叶病毒和艾滋病毒的某些 RNA 片段的 RNA 催化剂,最近切赫实验室报导四膜虫 RNA 催化剂的衍生物可以催化 DNA 的定点断裂,其他科学家也有类似的报导,这些研究有可能导致新的序列专一的 DNA 断裂试剂。1991 年报道,切赫已获得美国的 RNA 催化剂技术专利权。这项专利权覆盖广泛范围的 RNA 催化剂以及使用和合成它们的方法。拥有切赫工作许可证的一家美国公司已有供商业使用的 RNA 催化剂产物。