核酶在化學反應中起催化劑的作用。核酶的主要功能是分裂磷酸二酯鍵通過水解作用與目標RNA分子形成鍵。磷酸二酯鍵是一種共價鍵,將RNA和DNA中的核苷酸連接在一起,形成分子的主鏈。水解包括添加水分子,核酶利用水解作用來切割其他RNA分子或自身,有時也會連接或連接,兩個RNA分子在一個叫做剪接的過程中分裂在一起。在單細胞有機體嗜熱四膜蟲中RNA剪接的研究導致了核酶的發現。美國科羅拉多大學教授托馬斯·切赫發現,這種有機體中的RNA在沒有任何有催化作用的蛋白質。切赫和耶魯大學教授西德尼·奧爾特曼因其對核酶的研究而獲得1989年諾貝爾化學獎。除了剪接之外,核酶在翻譯過程中還催化氨基酸組裝成蛋白質。當信使RNA(mRNA)中的遺傳信息時,就會發生翻譯通過核糖體的活動被解碼成一系列氨基酸核糖體RNA(rRNA)是核糖體的主要組成部分,因此也可以被認為是核酶。許多不同類型的核酶存在于自然狀態,并被研究過。其中兩種核酶,發夾狀核酶和錘頭狀核酶,在植物病毒的衛星RNA中發現,錘頭狀核酶已在實驗室進行了修飾,用作RNA切割劑。人們相信修飾錘頭狀核酶在基因治療中可能有臨床應用。切割RNA的能力可能有助于對抗逆轉錄病毒,由于逆轉錄病毒依賴RNA基因組在宿主細胞中復制,研究人員也開發出了完全合成的核酶,用于類似的醫療用途。改良錘頭狀核酶和合成核酶正被專門研究作為治療人類免疫缺陷病毒(HIV)的選擇。
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