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周德敏
摘 要 "Ribozyme"一词由核酸(Ribonucleic
acid)和酶(Enzyme)组合而成，特指具 有催化功能的RNA分子。Ribozyme是一种金属酶。通过深入研究Ribozyme的催化
机理，我们得出:1) 对于正常RNA不论是酶催化水解还是自然水解，5'-氧的离去
永远控制着RNA水解的速度。2) Hammerhead Ribozyme催化水解RNA采用双金属离
子机制。3)我们第一次定量描述了RNA水解和酶解的能量图谱。Uhlenbeck等借助
于硫效应提出，Hammerhead Ribozyme催化水解RNA金属镁离子直接结合于底物的
pro-Rp氧来稳定过渡态。我们合成并研究了RpS及异构体SpS(pro-Sp氧被硫取代)
的酶解动力学， 发现，虽然RpS底物在镁离子存在下表现出很强的硫效应，并且
锰离子在RpS的硫效应中确实存在一定的复活作用，
但是对于硫效应表现较弱的 SpS，
锰离子同样表现出相同的复活效应。
该实验结果对上述结论提出质疑。 Ribozymme是一种金属酶，我们通过滴定法确证了二价金属离子不仅作为RNA水解
的真正催化剂参与Hammerhead Ribozyme反应。 而且它们在诱导Hammerhead
Ribozyme呈活性构象方面起着特别重要的作用。 滴定结果表明诱导Hammerhead
Ribozyme发生催化反应需要八个以上的金属是离子。
总之，通过我们的实验得出: Hammerhead Ribozyme催化水解RNA需要八个以
上的金属离子，其中一些金属离子使Hammerhead结构折叠成特定的三级结构表现
出结构方面的作用，一些金属离子结合在进攻基团和离去的氧上表现出功能方面
的作用，Hammerhead Ribozyme是一种金属酶。 |