C酶的催化活性和调节机制

1、酶的催化活性和调节机制酶的催化活性和调节机制(1)主要内容介绍主要内容介绍1.酶是生物催化剂2.酶的结构与催化功能3.酶促反应机制4.酶的调节作用5.酶活性分析一、一、酶是生物催化剂酶是生物催化剂1.1 酶的研究历史v18世纪初，人们注意到胃液能对肉类进行消化，世纪初，人们注意到胃液能对肉类进行消化，唾液及植物提取物能将淀粉转变为糖；唾液及植物提取物能将淀粉转变为糖；v1837年，年，Berzelius认为发酵活动由活细胞造成的，认为发酵活动由活细胞造成的，首先想到了催化作用；首先想到了催化作用；v1857年年 Pasteur认为酒发酵是酵素催化作用的结认为酒发酵是酵素催化作用的结果；果；v1

2、878年年Kuhne提出提出enzyme一词；一词；v1894年年Fisher提出酶与底物作用的提出酶与底物作用的“锁与钥匙锁与钥匙”学说，用以解释酶学说，用以解释酶 作用的专一性。作用的专一性。1.1 酶的研究历史v1897年年Buchner用酵母菌提取液完成发酵，证明用酵母菌提取液完成发酵，证明了发酵是酶作用的化学本质；了发酵是酶作用的化学本质；v1903年年Henri提出酶与底物作用的中间复合物学提出酶与底物作用的中间复合物学说；说；v1913年年Michaelis和和Menten提出酶动力学原理和提出酶动力学原理和米氏方程式；米氏方程式；v1925年年Briggs和和Handane对米

3、氏方程作了修正；对米氏方程作了修正；v1926年年Sumner从刀豆中结晶了脲酶，并证明酶从刀豆中结晶了脲酶，并证明酶是蛋白质，提出是蛋白质，提出“所有的酶都是蛋白质所有的酶都是蛋白质”；v1930年年Northrop结晶了胃蛋白酶和胰蛋白酶，确结晶了胃蛋白酶和胰蛋白酶，确定了酶的蛋白质本质；定了酶的蛋白质本质；1.1 酶的研究历史v1946年年Sumner和和Northrop因酶的结晶和对酶的研究因酶的结晶和对酶的研究获得诺贝尔化学奖；获得诺贝尔化学奖；v1965年年Blake对溶菌酶结晶进行了对溶菌酶结晶进行了X光衍射分析，使光衍射分析，使该酶活性中心的催化反应机制获得直接证据；该酶活性中

4、心的催化反应机制获得直接证据；v1969年，年，Gutte和和Merrifield用有机合成方法制得核用有机合成方法制得核糖核酸酶，并证明酶与无机催化剂作用相同；糖核酸酶，并证明酶与无机催化剂作用相同；v1982年年Cech发现个别发现个别RNA具有酶的催化活性，更新具有酶的催化活性，更新了了“酶是蛋白质酶是蛋白质”的概念；的概念；v1983年年Altman和和Pace证明证明RNase P中中RNA具催化活具催化活性。性。1.1 酶的研究历史v1986年年Lerner首次研制成功了水解羧酸酯首次研制成功了水解羧酸酯的抗体酶（的抗体酶（Proc Natl Acad Sci USA, 1986,

5、 83: 6736；Science, 1986, 234(4783): 1566).v1994年年Joyce发现发现DNA具有催化活性（具有催化活性（chem biol 1994, 1(4): 223-9)。v酶的新概念酶的新概念： 酶是酶是生物体内一类具有催化活性和特生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核殊空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。酸。1.2 酶的特性酶和一般催化剂的共性：1.1.用量少而催化效率高；用量少而催化效率高；2.2.能加快化学反应的速度，而其本身在反能加快化学反应的速度，而其本身在反应前后没有结构和性质的改变；应前后没有结构和性质的改变；

6、3.3.催化剂只能缩短反应达到平衡所需的时催化剂只能缩短反应达到平衡所需的时间，而不能改变反应的平衡点，酶亦如此。间，而不能改变反应的平衡点，酶亦如此。4.4.降低反应的活化能降低反应的活化能。1.2 酶的特性 酶作为生物催化剂，还具有以下特点：酶作为生物催化剂，还具有以下特点：v催化效率高催化效率高：酶催化反应的速率比非酶酶催化反应的速率比非酶催化反应的速率高催化反应的速率高1081020，比一般催化，比一般催化剂高剂高1071013。v催化作用有高度专一性催化作用有高度专一性：一种酶只能催：一种酶只能催化一种或一类反应，作用于一种或一类物化一种或一类反应，作用于一种或一类物质质。1.2 酶

7、的特性v催化作用要求一定的温度与催化作用要求一定的温度与pH值值：如如NH3的合成在植物中由固氮酶来催化，通的合成在植物中由固氮酶来催化，通常在常在27C和中性和中性pH值下进行。值下进行。v酶易失活酶易失活：强酸、强碱、高温等条件都：强酸、强碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。能使酶破坏而完全失去活性。v酶的活力受调节控制酶的活力受调节控制: : 酶活力与辅酶、酶活力与辅酶、辅基、底物、金属离子等密切相关。辅基、底物、金属离子等密切相关。1.3 酶的组成v全酶全酶：酶蛋白与酶活力所需的任何形式辅助：酶蛋白与酶活力所需的任何形式辅助因子所组成的完整功能的复合体。因子所组成的完整功能的复合

8、体。v辅酶辅酶：在酶的催化过程中一类小分子化合物，：在酶的催化过程中一类小分子化合物，负责运载底物的电子或基团，与酶蛋白结合负责运载底物的电子或基团，与酶蛋白结合松弛，可作为多种酶蛋白的辅助因子，如松弛，可作为多种酶蛋白的辅助因子，如NAD+、NADP+等。等。v辅基辅基：与辅酶的作用相同，只是与酶蛋白结：与辅酶的作用相同，只是与酶蛋白结合紧密，从不与酶蛋白分离，如血红素、黄合紧密，从不与酶蛋白分离，如血红素、黄素腺嘌呤二核苷酸素腺嘌呤二核苷酸等。等。1.3 酶的组成常见的金属辅助因子常见的金属辅助因子酶酶金属辅助因子金属辅助因子醇脱氢酶、碳酸苷酶、羧肽酶醇脱氢酶、碳酸苷酶、羧肽酶Zn2+磷酸

9、转移酶、精氨酸酶磷酸转移酶、精氨酸酶Mn2+细胞色素酶、过氧化物酶、过氧细胞色素酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、铁氧环蛋白化氢酶、铁氧环蛋白Fe2+、Fe3+酪氨酸酶、细胞色素氧化酶酪氨酸酶、细胞色素氧化酶Cu2+、Cu+磷酸水解酶类、磷酸转移酶类磷酸水解酶类、磷酸转移酶类Mg2+质膜质膜ATP酶酶Na+、K+、Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶K+、Mg2+1.3 酶的组成常见的非金属辅助因子常见的非金属辅助因子类型类型 辅酶和辅基辅酶和辅基转移基团转移基团辅酶辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)H、电子（与、电子（与VPP有关）有关）辅酶辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤

10、二核苷酸磷酸H、电子（与、电子（与VPP有关）有关）辅酶辅酶辅酶辅酶QH、电子、电子辅酶辅酶焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素醛类醛类辅酶辅酶辅酶辅酶A、硫锌酰胺、硫锌酰胺酰类酰类辅酶辅酶钴胺酰胺辅酶类钴胺酰胺辅酶类烷类烷类辅酶辅酶生物胞素生物胞素二氧化碳二氧化碳辅酶辅酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基氨基辅酶辅酶四氢叶酸辅酶类四氢叶酸辅酶类甲基、亚甲基、甲酰基、亚氨甲基甲基、亚甲基、甲酰基、亚氨甲基辅基辅基黄素单核苷酸黄素单核苷酸（FMN）H（与（与VB2有关）有关）辅基辅基黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）H（与（与VB2有关）有关）辅基辅基铁卟啉铁卟啉电子电子1.3 酶的组成根据酶蛋白分子的特

11、点，将酶分为：v单体酶：由一条多肽链构成：由一条多肽链构成, ,一般为催化水解反一般为催化水解反应的酶应的酶, ,如如胰蛋白酶、溶菌酶等胰蛋白酶、溶菌酶等, Mr为为1335KDa。v寡聚酶：有多条相同或不同的多肽链组成，可能：有多条相同或不同的多肽链组成，可能为别构酶，为别构酶，Mr为为35几百万道尔顿。几百万道尔顿。v多酶体系：由多种酶嵌合形成的复合体，分子量由多种酶嵌合形成的复合体，分子量巨大，往往上一个酶产物是下一个酶底物。有三巨大，往往上一个酶产物是下一个酶底物。有三种形式：游离状态、固定于膜上或组成复合体种形式：游离状态、固定于膜上或组成复合体（反应中间物一般不离开酶复合体）。（反

12、应中间物一般不离开酶复合体）。二、二、酶的结构与催化功能酶的结构与催化功能 2.1 酶的一级结构与催化活性v活性中心活性中心：酶分子上参与底物结合与催化作用的：酶分子上参与底物结合与催化作用的少数特殊的氨基酸残基较集中的区域。少数特殊的氨基酸残基较集中的区域。 一般认为活性中心有两个功能部位：一般认为活性中心有两个功能部位： A. 催化部位催化部位：底物的键在此处被打断或形成新：底物的键在此处被打断或形成新键；键； B. 结合部位结合部位：底物分子靠此部位结合到酶分子上。：底物分子靠此部位结合到酶分子上。v肽键肽键：蛋白质酶一级结构的主键，断裂后酶失活。：蛋白质酶一级结构的主键，断裂后酶失活。

13、v二硫键二硫键：断裂后影响酶的空间结构及活性。：断裂后影响酶的空间结构及活性。2.1 酶的一级结构与催化活性v与酶活性紧密相关的序列与酶活性紧密相关的序列：是酶活性的关键，：是酶活性的关键，在进化中具高度保守性。如磷酸甘油醛脱氢酶在进化中具高度保守性。如磷酸甘油醛脱氢酶在不同的生物中，在不同的生物中，一活性一活性Cys前后的前后的17个个氨基酸氨基酸相同相同： Val-Ser-Asn-Ala-Ser-Cys*-Thr-Thr-Asn-Cys-Leu-Ala-Pro-Leu-Ala-Lys-Valv活性氨基酸活性氨基酸：活性中心中常见的氨基酸如：活性中心中常见的氨基酸如Cys, His, Ser

14、 等。来源于不同酶的活性氨基酸功能等。来源于不同酶的活性氨基酸功能相同，如胰蛋白酶中的活性相同，如胰蛋白酶中的活性Ser和菠萝蛋白酶中和菠萝蛋白酶中的活性的活性Cys功能相同。功能相同。2.2 酶的二、三级结构与催化活性v酶的二级、三级结构是所有酶必备的空酶的二级、三级结构是所有酶必备的空间结构，是维持酶活性中心的必需构型。间结构，是维持酶活性中心的必需构型。二者的改变可使形成有利于催化作用的构二者的改变可使形成有利于催化作用的构型而发挥作用（型而发挥作用（“诱导契合学说诱导契合学说”的基础）的基础）v酶分子的肽链大部分不是螺旋而是酶分子的肽链大部分不是螺旋而是折叠，折叠，其间以其间以螺旋及折

15、叠肽段相连。螺旋及折叠肽段相连。 2.2 酶的二、三级结构与催化活性 酶的结构特点：v酶分子中的肽链通常都紧凑包装呈球状或椭酶分子中的肽链通常都紧凑包装呈球状或椭圆状；球表面有几个凹槽。圆状；球表面有几个凹槽。v酶的活性中心位于蛋白分子表面的凹槽，凹酶的活性中心位于蛋白分子表面的凹槽，凹槽内为疏水性氨基酸构成的疏水环境；槽内为疏水性氨基酸构成的疏水环境；v肽链所形成的二级结构和三级结构，在酶发肽链所形成的二级结构和三级结构，在酶发生催化作用时，空间位点相近的氨基酸会发生催化作用时，空间位点相近的氨基酸会发生位移，引起酶的构象变化。生位移，引起酶的构象变化。 2.2 酶的二、三级结构与催化活性v

16、酶活性中心的酶活性中心的 空间构型在底物的作用下能空间构型在底物的作用下能发生改变以行使催化功能。如羧肽酶发生改变以行使催化功能。如羧肽酶A，由，由307个氨基酸组成的单一肽链，当和底物个氨基酸组成的单一肽链，当和底物Gly-Tyr结合时，结合时，Tyr248的酚羟基移动的酚羟基移动1.2nm，与酰胺键的与酰胺键的N原子形成氢键；原子形成氢键；Arg145移动移动2nm与底物羧基形成氢键；与底物羧基形成氢键；Glu270移动移动0.2nm, 通过水分子与底物通过水分子与底物氨基形成氢键。氨基形成氢键。v但若底物换成但若底物换成Lys-Tyr时，酶不会发生构象时，酶不会发生构象变化。变化。2.3

17、 酶的四级结构与催化活性v酶的四级结构及亚基与催化活性 每个亚基都具有催化功能，用适当方法分每个亚基都具有催化功能，用适当方法分离后，每个亚基都具有生物活性，否则各亚离后，每个亚基都具有生物活性，否则各亚基将失去催化活性。如天冬氨酸转氨酶，用基将失去催化活性。如天冬氨酸转氨酶，用琥珀酰化方法将亚基分离后，每个亚基都具琥珀酰化方法将亚基分离后，每个亚基都具有生物活性；而用酸，碱和表面活性剂破坏有生物活性；而用酸，碱和表面活性剂破坏四级结构时，所得的亚基则没有催化活性，四级结构时，所得的亚基则没有催化活性，这是由于所使用的化学药剂抑制了酶活性所这是由于所使用的化学药剂抑制了酶活性所造成的。造成的。

18、2.3 酶的四级结构与催化活性v酶的四级结构与代谢调节 酶的亚基有调节和催化两种：催化亚基具有催化功能，但受调节亚基酶的亚基有调节和催化两种：催化亚基具有催化功能，但受调节亚基影响，如调节亚基有激活中心和抑制中心，可分别与激活剂和抑制剂结合，影响，如调节亚基有激活中心和抑制中心，可分别与激活剂和抑制剂结合，使酶的活性受到激活或抑制，从而调节酶反应的速度和代谢进程。使酶的活性受到激活或抑制，从而调节酶反应的速度和代谢进程。三、三、酶促反应机制酶促反应机制3.1 酶作用的专一性v专一性种类专一性种类：根据酶对底物的选择分：根据酶对底物的选择分 A. 结构专一性结构专一性：酶对底物的结构有一定的要：

19、酶对底物的结构有一定的要求，如酶作用点的键，键两端基团等；求，如酶作用点的键，键两端基团等； B. 立体专一性立体专一性：酶对底物的立体结构有一定：酶对底物的立体结构有一定的要求。又分为旋光异构专一性（如胰蛋白的要求。又分为旋光异构专一性（如胰蛋白酶只酶只作用于作用于L-AA残残基构成的肽键）和几何异基构成的肽键）和几何异构专一性（如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸构专一性（如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸，而不能生成顺丁烯二脱氢生成延胡索酸，而不能生成顺丁烯二酸）。酸）。3.1 酶作用的专一性3.1 酶作用的专一性v专一性的机理专一性的机理：“锁与钥匙锁与钥匙”假说假说( (1894,

20、 Fisher)，“诱导契合诱导契合”假说假说( (1958, Koshland) )；v专一性研究的意义专一性研究的意义： A A 了解生命现象了解生命现象: :生物有序代谢及酶作用机制生物有序代谢及酶作用机制; ; B B 指导工业生产；指导工业生产； C C 物质结构分析；物质结构分析； D D 用于药物手性体的合成和拆分。用于药物手性体的合成和拆分。3.1 酶作用的专一性3.1 酶作用的专一性v酶专一性研究的一般方法酶专一性研究的一般方法：首先筛选被酶解：首先筛选被酶解的活性底物，对底物结构进行切除或化学修的活性底物，对底物结构进行切除或化学修饰；最好对一种以上的底物进行类似的处理，饰

21、；最好对一种以上的底物进行类似的处理，以验证专一性。以验证专一性。v酶反应专一性研究示例酶反应专一性研究示例： 以红曲酶葡萄糖淀粉酶以红曲酶葡萄糖淀粉酶(EC3.2.1.4.)为为例，底物用多糖、寡糖，结果如下表：例，底物用多糖、寡糖，结果如下表：底物底物浓度（浓度（%）结构特征结构特征水解限度水解限度(%)直链淀粉直链淀粉0.1-1,4糖苷键，直链糖苷键，直链100支链淀粉支链淀粉0.25-1,4糖苷键和糖苷键和-1,6糖苷键糖苷键, 分支分支91.3茁霉多糖茁霉多糖0.25-1,4糖苷键和糖苷键和-1,6糖苷键糖苷键, 分支分支8.7右旋糖苷右旋糖苷0.25-1,4糖苷键和糖苷键和-1,6

22、糖苷键糖苷键, 分支分支0-环糊精环糊精0.25-1,4糖苷键，糖苷键，6糖成环糖成环0-环糊精环糊精0.25-1,4糖苷键，糖苷键，7糖成环糖成环0-环糊精环糊精0.25-1,4糖苷键，糖苷键，8糖成环糖成环0麦芽糖麦芽糖0.1-1,4糖苷键，双糖糖苷键，双糖100异麦芽糖异麦芽糖0.1-1,6糖苷键，双糖糖苷键，双糖1.4纤维二糖纤维二糖0.1 -1,4糖苷键，双糖糖苷键，双糖0红曲霉葡萄糖淀粉酶对不同底物的水解限度红曲霉葡萄糖淀粉酶对不同底物的水解限度结论：专一性水解专一性水解-1,4-1,4糖苷键，且为线形分子糖苷键，且为线形分子3.2 酶促反应的本质v酶的逼近与定位功能 酶能使溶液中

23、游离的分子、基团或原子酶能使溶液中游离的分子、基团或原子逼近底物分子，并使其定位不动，增大亲核逼近底物分子，并使其定位不动，增大亲核攻击机会，从而加快反应速度。攻击机会，从而加快反应速度。 酶与专一性底物结合时，酶蛋白分子会酶与专一性底物结合时，酶蛋白分子会发生一定的构象变化，使其催化基团与结合发生一定的构象变化，使其催化基团与结合基团的正确排列并定位，便于底物分子逼近基团的正确排列并定位，便于底物分子逼近及定位。及定位。3.2 酶促反应的本质v底物分子变形与扭曲 酶与专一性底物相互作用时，底物分酶与专一性底物相互作用时，底物分子在酶的作用下发生变化，敏感的基团电子子在酶的作用下发生变化，敏感

24、的基团电子云密度增高或降低，产生云密度增高或降低，产生“电子张力电子张力”，变，变得更为敏感，易于形成过度态构型，加快反得更为敏感，易于形成过度态构型，加快反应发生。应发生。v酸碱催化 即质子受体和供体的催化。酶分子侧即质子受体和供体的催化。酶分子侧链上有些功能基团链上有些功能基团如如-NH3、-COOH、-SH、酚羟基及咪唑基等，具有酚羟基及咪唑基等，具有质子授受功能，执质子授受功能，执行酸碱催化。行酸碱催化。3.2 酶促反应的本质v共价催化 酶与底物分子共价结合形成高活性的中酶与底物分子共价结合形成高活性的中间产物，此产物很容易变成过度态，大大降间产物，此产物很容易变成过度态，大大降低反应

25、的活化能而加快催化反应的进行。低反应的活化能而加快催化反应的进行。 亲核催化是其中之一。酶分子中有很亲核催化是其中之一。酶分子中有很多亲核基团如多亲核基团如-NH3、-COOH、-SH、酚羟基、酚羟基及咪唑基等，亲电基团及咪唑基等，亲电基团H+，各种金属离子及，各种金属离子及辅酶的亲核中心等。辅酶的亲核中心等。3.2 酶促反应的本质v酶分子活性中心低介电性 一些酶的活性中心为非极性的，其催一些酶的活性中心为非极性的，其催化基团被低介电环境所包围。这有利于专一化基团被低介电环境所包围。这有利于专一性底物分子敏感键与催化基团反应，加快反性底物分子敏感键与催化基团反应，加快反应进行。如溶菌酶底物结合

26、部位的狭长裂缝，应进行。如溶菌酶底物结合部位的狭长裂缝，提供了特殊结合环境。提供了特殊结合环境。 同时，由于酶的此类性质，改变了反同时，由于酶的此类性质，改变了反应的环境，也有利于催化反应的进行。应的环境，也有利于催化反应的进行。3.3 酶促反应机制的研究方法1. 动力学研究 在实验中改变酶促反应条件，利用酶动力在实验中改变酶促反应条件，利用酶动力学理论对取得的数据进行分析研究。学理论对取得的数据进行分析研究。 A. 改变底物浓度：研究反应复合物出现的次改变底物浓度：研究反应复合物出现的次序；序； B. 改变底物结构：用结构相近的底物考查酶改变底物结构：用结构相近的底物考查酶促进反应速度，可以

27、了解结合部位和催化活性促进反应速度，可以了解结合部位和催化活性有关的结合要素，即活性部位的图解。有关的结合要素，即活性部位的图解。3.3 酶促反应机制的研究方法1. 动力学研究 C. 可逆抑制：选择一定的抑制剂，比较它们与可逆抑制：选择一定的抑制剂，比较它们与底物的异同，可以测知与酶活性部位相关的结底物的异同，可以测知与酶活性部位相关的结构，如构，如Ala-Phe-Arg是木瓜酶强有力的抑制剂。是木瓜酶强有力的抑制剂。 D. 改变改变pH条件：测定酶反应速度对条件：测定酶反应速度对pH变更的变更的曲线，能找到那些与已经电离的曲线，能找到那些与已经电离的AA侧链的侧链的pKa值，再与此值，再与此

28、AA的的pKa比较，推测哪些比较，推测哪些AA与酶与酶活性有关。活性有关。 E. 恒态前反应动力学：检测恒态前反应动力学：检测ES形成及分解速形成及分解速度。度。3.3 酶促反应机制的研究方法2. 反应中间物检测：一般难以达到，但有些酶一般难以达到，但有些酶反应中间物比较稳定，如胰凝乳蛋白酶催化反应中间物比较稳定，如胰凝乳蛋白酶催化酯类水解有一个酰基酶中间体酯类水解有一个酰基酶中间体(Ser-195被乙被乙酰化酰化)；3. X射线晶体衍射：比较烦琐，但可以得到酶：比较烦琐，但可以得到酶底物复合物精细结构；底物复合物精细结构；4. 氨基酸侧链的化学修饰：检验活性基团氨基：检验活性基团氨基酸酸,如

29、如Hg对含对含-SH Cys的特殊修饰的特殊修饰. 3.4 抗体酶催化的反应v概念：将经过特殊设计并合成的有机小分子将经过特殊设计并合成的有机小分子作为半抗原，用细胞杂交技术生产单克隆抗作为半抗原，用细胞杂交技术生产单克隆抗体，这种抗体具有酶的特性。体，这种抗体具有酶的特性。v抗体酶催化的反应： 酰基转移反应、水解反应、分子重排、酰基转移反应、水解反应、分子重排、光诱导反应、氧化还原反应、金属螯合反应光诱导反应、氧化还原反应、金属螯合反应等。等。v抗体酶研究的意义：发展专一性酶；用于蛋发展专一性酶；用于蛋白质序列分析；研究酶的催化机制；发展抗白质序列分析；研究酶的催化机制；发展抗体药物；等等。

30、体药物；等等。*3.5 核酶对RNA加工的反应v概念: 核酶核酶(ribozyme)是指具有酶催化功能的是指具有酶催化功能的RNA或或DNA。v核酶的功能核酶的功能主要是切割主要是切割RNA，有阻断基因表，有阻断基因表达和抗病毒的前景。达和抗病毒的前景。v核酶活性的特点核酶活性的特点：切割效率低，易被：切割效率低，易被RNase破坏破坏v核酶作用于核酶作用于RNA，包括催化转核苷酰反应、，包括催化转核苷酰反应、水解反应水解反应(RNA限制性内切酶活性限制性内切酶活性)和连接反应和连接反应(聚合酶活性聚合酶活性)等等, 还可能有还可能有AA酯酶、氨酰酯酶、氨酰tRNA合成酶和肽基转移酶活性。合成

31、酶和肽基转移酶活性。*3.5 核酶对RNA加工的反应v核酶研究的意义及应用前景 A. 设计定点切割的核酶：根据其设计定点切割的核酶：根据其RNA限制性限制性 内切酶活性；内切酶活性； B. 设计抗病毒抗肿瘤药物：根据其锤头结构，设计抗病毒抗肿瘤药物：根据其锤头结构，基因导入细胞或体内可以阻断基因表达，用基因导入细胞或体内可以阻断基因表达，用作抗病毒感染，抗肿瘤的有效药物。作抗病毒感染，抗肿瘤的有效药物。 C. 阐明阐明RNA 在翻译过程和核糖体功能中的作在翻译过程和核糖体功能中的作用用 D. 促进对生命起源和生物进化的研究。促进对生命起源和生物进化的研究。1.1 酶的研究历史v1986年年Le

32、rner首次研制成功了水解羧酸酯首次研制成功了水解羧酸酯的抗体酶（的抗体酶（Proc Natl Acad Sci USA, 1986, 83: 6736；Science, 1986, 234(4783): 1566).v1994年年Joyce发现发现DNA具有催化活性（具有催化活性（chem biol 1994, 1(4): 223-9)。v酶的新概念酶的新概念： 酶是酶是生物体内一类具有催化活性和特生物体内一类具有催化活性和特殊空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核殊空间构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。酸。1.2 酶的特性酶和一般催化剂的共性：1.1.用量少而催化效率高；用量少而催化效率高；2.2.能加快化学反应的速度，而其本身在反能加快化学反应的速度，而其本身在反应前后没有结构和性质的改变；应前后没有结构和性质的改变；3.3.催化剂只能缩短反应达到平衡所需的时催化剂