HDV核酶编码核肽酶的研究

论文摘要

自从具有催化功能的RNA分子——核酶被发现以来,主张生命起源于集携带遗传信息和催化功能为一身的RNA分子的“RNA世界”假说得到广泛支持。RNA不仅能够作为基因信息的“储藏室”,并且还是生物细胞内的主要酶系。当生命系统的新陈代谢进化过程变的越来越复杂和深奥,不断增长的生物催化的需要提供了从核酶向蛋白酶转换的动力。如果这是真实的话,至少要有部分蛋白酶的催化功能从具有催化功能的RNA那里继承过来。也就是说,应该存在一条从核酶（RNA）到蛋白质（核肽酶）的催化功能传递途径。人丁型肝炎病毒（HDV）是一种缺陷性负链RNA病毒,HDV RNA具有核酶活性,能够催化自身裂解。根据中心法则,化学合成了HDV核酶基因编码多肽RPZHDV（+）、RPZHDV（-）、RPZSHDV,实验证明这些多肽均具有切割RNA的活性。此外,催化反应不需要金属离子的参与并且受pH影响较大。pH曲线说明核肽酶应该采用的是一般酸碱催化机制。通过生物信息学和光谱学,发现核肽酶在反应过程中的结构变化,也因此建立了一个催化反应机制模型。催化多肽的发现实现了游弋于异种分子之间的从RNAzyme→ribopepzyme的催化功能传递途径。我们将由核酶编码的具有催化活性的多肽称为核肽酶（ribopepzyme）。根据RNAzyme→ribopepzyme,我们提出了“酶编码酶”的概念,“酶编码酶”将早期进化中的DNA、RNA、蛋白质（多肽）联系起来。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 前言
• 1.1 核酶
• 1.2 HDV核酶简介
• 1.2.1 HDV核酶及其结构特点
• 1.2.2 HDV核酶活性的影响因素
• 1.2.3 HDV核酶的作用机制
• 1.2.4 HDV反式作用核酶的动力学分析
• 1.3 进化，核酶与“RNA世界”
• 1.3.1 核酶的发现与“RNA世界”假说
• 1.3.2 “RNA世界”假说证据
• 1.3.3 “RNA世界”尚未解决的问题
• 第二章 实验材料与设备
• 2.1 仪器与设备
• 2.2 试剂与溶液
• 第三章 实验原理与方法
• 3.1 实验原理与设计
• 3.2 核酶编码核肽酶的活性鉴定方法
• 3.2.1 HDV核酶编码核肽酶的合成
• 3.2.2 底物的选择
• 3.2.3 活性鉴定反应
• 3.2.4 放射性自显影
• 3.3 核肽酶的酶学性质分析
• 3.3.1 最适反应温度
• 3.3.2 金属离子对核肽酶活性的影响
• 3.3.3 不同pH对核肽酶活性的影响
• 3.3.4 反应动力学参数
• 3.4 核肽酶结构分析
• 3.4.1 核肽酶的基本组成
• 3.4.2 核肽酶的结构预测
• 3.4.3 分子表面静电势
• 3.4.4 紫外吸收光谱
• 3.4.5 CD谱测定
• 3.5 催化机理分析
• 第四章 实验结果与讨论
• 4.1 核肽酶的基本组成
• 4.2 核肽酶活性鉴定及酶学性质表征
• 4.2.1 核肽酶的初步活性鉴定
• 4.2.2 金属离子对核肽酶活性的影响
• 4.2.3 pH值对核肽酶活性的影响
• 4.2.4 核肽酶底物选择性的研究
• 4.3 核肽酶的动力学研究
• 4.4 核肽酶结构与功能的关系
• 4.4.1 紫外光谱分析peptide-RNA complex的结果
• 4.4.2 CD光谱分析核肽酶结构的变化
• 4.4.3 核肽酶的三级结构预测
• 4.4.4 核肽酶与RNA连接位点预测
• 4.4.5 核肽酶的作用机制模型
• 4.5 实验讨论
• 第五章 实验结论
• 参考文献
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 致谢