Biology 版 (精华区)

发信人: Ingrid (新世纪的灵儿), 信区: Biology
标  题: RNA及RNA与蛋白质的相互作用
发信站: 紫 丁 香 (Mon Jan  3 20:49:14 2000), 转信


发信人: zel (雨), 信区: biology
标  题: )RNA及RNA与蛋白质的相互作用
发信站: 饮水思源站 (Sat Jan  1 22:16:51 2000), 转信

生命体遗传信息从其载体DNA经RNA表达蛋白质的过程中，RNA功能起着极其重要
的桥梁纽带作用。为了解开蛋白质生物合成之谜，为了深入了解生命体基因表达的多
样性及专一性等重要问题，都必须从RNA研究入手。为此八十年代以来国际RNA研究飞
速发展，到1990年，美国科罗拉多大学教授O.Uhlenbeck在冷泉港学术讨论会上提出
了“九十年代是RNA的十年”。此前T.Cech和S.Altman因发现RNA具酶活性而获得1989
年诺贝尔化学奖，此后，R.Robert和R.Sharp因发现断裂基因(与RNA剪切有关)而获得
1993年诺贝尔生理医学奖。国际RNA学会于1993年成立，1995年在已经有了如“核酸
研究”等学术期刊后又发行了新的学术期刊“RNA”。作为RNA学会的会刊，并自1994
年起每年举行一次RNA加工的国际会议。美国冷泉港实验室学术讨论会中也有很多RNA
方面的专题。所有这些说明国际科学界对RNA研究的重视以及RNA研究发展的迅速。
　　关于国际RNA研究的热点可以从一些著名的RNA系列学术会议的讨论题目中看出。
1995年美国冷泉港实验室举行的第十四次RNA加工会议(也是RNA学会主办的第二次会
议)的讨论专题有七个： 1.RNA催化、2.RNA剪接的机制、3.m RNA剪接的调控、
4.稳定的RNA和RNP(主要指sno RNA和sn RNA)，5.RNA结构和RNA－蛋白质相互作用，
6.RNA编辑、修饰和3'末端的形成以及，7.RNA转运、分布、翻译和代谢。另外附表中
列出了当前RNA研究的三十五个热点。由此可以看出，当前的RNA研究是一个非常宽的
领域，美国是RNA研究方面的主要国家。1989和1993年两次与RNA领域有关的诺贝尔获
得者均在美国，美国科学家的RNA研究覆盖了RNA的全部领域。此外，欧洲国家的RNA
研究也较强。近年来RNA研究的应用前景逐渐明朗，由反义RNA延伸而发展的反义核酸
、核酶均已接近实际应用，tRNA与疾病的关系和氨酰tRNA合成酶在医学上的应用也日
益受到人们的关注。

1、主要研究课题和内容
　　我国自80年代初tRNA人工全合成后，RNA研究越来越难以获得国家资助，RNA研究
仅在某些单位中继续进行。由于国内同行很少，RNA研究的重要性越加难以获得国内
专家认可，RNA研究也越难得到国家资助，由此形成一种恶性循环。生化所的RNA研究
仅局限于当前国际RNA研究中的几个领域，在国际上虽有一定的影响，但无论在宽度
和深度方面与国外均有相当差距。从另一个角度讲，生化所的RNA研究在国内又具有
相当优势，在国际上有鲜明的中国特色。在国外科学界非常重视RNA研究，RNA研究即
将进入应用的今天，生化所本领域的主要目标是保存、培养和发展一支RNA科研队伍，
在某些方面跟上、赶上甚至超过国际先进水平。根据我国前几年的工作情况及现有基
础，我们以RNA与蛋白质的相互作用为研究重点，以核酸与核酸蛋白的结构生物学为
新的生长点，将开展下述五方面跟踪世界发展趋势和具有中国特色的研究。
(1)酵母丙氨酸tRNA个性，修饰核苷酸的生物合成及tRNA与疾病的关系研究
　　tRNA研究已有四十年的历史，但至今经久未衰，其主要原因在于：1.tRNA新功能
不断发现；2. tRNA在生命起源中具有特殊重要的地位；3. tRNA与其他生物大分子相
互作用(整体功能)的实质还很不清楚；4.大量修饰核苷酸的生物合成及其功能还不清
楚；5.近年来发现很多tRNA或tRNA基因与人类的疾病有关。因此每两年一次的tRNA国
际会议从未间断。"Annual Review of Biochemistry" 等书刊经常刊登有关tRNA的文
章。我国在tRNA研究方面有很好的基础。因此我们应该继续前进。
主要研究内容有：
　　a. 酵母丙氨酰tRNA合成酶的克隆以及在tRNA与合成酶相互作用的基础上进一步
深入研究tRNA的个性问题
　　b. 修饰核苷酸的生物合成研究
　　c. tRNA与疾病的关系

　　(2)大肠杆菌氨酰tRNA合成酶与tRNA的相互作用
　　氨酰tRNA合成酶催化tRNA氨酰化反应。这是蛋白质生物合成的第一步，它对相应
tRNA和氨基酸的识别保证了遗传信息的正确传递。因此该研究有重要的生物学意义。
由于这一反应为三底物反应，从酶学角度讲该研究也是十分重要的。
主要研究内容有：
　　a. 精氨酰tRNA合成酶及亮氨酰tRNA合成酶与其相关tRNA的相互作用
　　b. 两种氨酰tRNA合成酶的基因表达调控研究
　　c. 精氨酰tRNA合成酶及其与tRNAArg形成的复合物的的结晶学研究

(3)蛋白质生物合成支路
　　在遗传信息传递的过程中,近年来的一些发现使从DNA系列推测蛋白质系列产生了
很多不确定的因素.它们是: a.RNA剪接； b.RNA编辑； c.再次程序化的遗传编码,
又称"再编码"；d.蛋白质剪接。蛋白质合成支路是再编码的一种。再编码在蛋白质生
物合成中有与tRNA个性以及新生肽链的折叠三者被称为“第二套遗传密码”。因此再
编码及蛋白质合成支路的研究在蛋白质生物合成与遗传信息传递方面均有重要意义。
这一过程中牵涉到核糖体，mRNA和tRNA的相互作用，研究有相当的难度。美国犹他大
学华裔学者黄惠敏和我所敖世洲发现T4噬菌体基因60 mRNA翻译中有50个
碱基被跳过而未被翻译。这是第一个天然基因中长距离跳跃的例子。这一由中国人发
现的生命现象的机理，理应由我们中国科学家来进行深入的研究。现在金由辛正在组
建与蛋白质合成支路研究有关的质粒，工作得到了中国科学院的资助。该研究也将与
上海生化所敖世洲课题组以及美国的黄惠敏实验室合作。
主要研究内容有：
　　a.与蛋白质合成支路有关的mRNA上的结构元件
　　b.tRNA对蛋白质合成支路的影响
　　c.与蛋白质合成支路有关的核糖体的结构基础

　　(4)核糖体RNA拓扑学与核糖体失活蛋白的研究
　　核糖体是一个复杂蛋白核酸体系。它在蛋白质生物合成中的功能非常重要，但是
它的具体功能却很不清楚。刘望夷等在八五期间从樟树种子中分离到两种新的核糖体
失活蛋白辛纳毒蛋白和克木毒蛋白，经鉴定两者都对肝癌细胞，黑色素瘤细胞有杀伤
作用而对正常细胞无损伤。它们还具有对超螺旋DNA的解旋活力和超氧化物歧化活力
。一个蛋白质具有三种不同酶活性在文献上是少见的，是研究多功能酶的好材料。它
们是研究核糖体RNA拓扑学的有效工具。
研究的主要内容有：
　　a.用荧光探针能量传递法,高压技术及原子力显微镜技术多种方法研究核糖体RNA
拓朴学;
　　b.研究樟树种子中两种新核糖体失活蛋白的作用机制，多酶活性间的关系及在植
物分子分类及分子进展中的意义。

　　(5)反义　　Ribozyme是一类具有催化活性的RNA分子，它也是反义核酸中的一类。它的研究
和发现：a.改变了长期以来认为“酶(必须)是蛋白质”的传统观念；b.提出了生物进
化早期出现过“RNA世界”的学说；c.推动了人们去寻找更多的作为“化石分子”的
Ribozyme，从而阐明一些悬而未决的生物学问题；和d.设计出高效专一地降解基因表
达中间物? ? mRNA以及vRNA的Ribozyme阻断有害的或正常的基因表达，
用于防止和治疗疾病。因此Ribozyme以及反义核酸的深入研究具有重大的理论和实际
意义。我们主要的研究内容有：
　　a.反义核酸抗病毒的一些关键问题，反义核酸作用机理，Ribozyme基因的定向导
入和Ribozyme体内高效表达等。
　　b.从RNA- 蛋白质复合物酶中分离RNA并鉴定它们的功能，为分子进化提出证据。
　　c.人工筛选自然界中尚未发现的新的专一性(特别是非RNA底物专一性)和高活性
的Ribozyme。
　　有条件的情况下本领域还可研究mRNA的剪接和mRNA5' 端二级结构对翻译效率的
影响研究。


 

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※ 来源:．紫 丁 香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: mu.hit.edu.cn]