核酶(ribozyme or RNAzyme)是一类具有催化活性的单链寡RNA分子,它能通过碱基配对特异性地切割底物RNA。脱氧核酶(Deoxyribozymeor DNAzyme)是上世纪90年代通过体外筛选获得的一类具有催化活性的DNA分子。我们以β-内酰胺酶mRNA为靶目标,设计并合成了DNAzyme-RNAzyme(DR)基因,将其克隆到pBluescript II KS(+) phagemid中,筛选得到重组子,通过噬菌粒复制产生含有DNAzyme序列的单链环状DNA分子(CDR)。体外实验表明,CDR在某些二价金属离子辅助下具有特异性切割RNA底物的功能。重组噬菌粒经体外转录后(T3启动子),其转录产物(LDR)含RNAzyme序列,体外实验表明,LDR也有特异切割底物RNA的活性。考虑到CDR与LDR都具有切割单链RNA活性,根据中心法则,我们合成了DR基因编码多肽(PDR),实验证明PDR也能切割单链RNA。这样,我们通过合理设计实现了DNAzyme→RNAzyme→pepzyme。DNAzyme→RNAzyme→pepzyme可能是中心法则的一种模型。体内实验中,将CDR电转化Ampr耐药菌株TEM-1和TEM-3,CDR在胞内有较高的抑菌效率。我们进一步研究了核酶与脱氧核酶编码多肽的活性,发现锤头核酶、HDV核酶以及RNaseP开放阅读框序列编码的多肽均具有切割单链RNA的作用。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DNAzyme→RNAzyme→pepzyme以及核酶编码核肽酶,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。
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