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摘 要：在人教版必修Ⅰ中对酶的定义是：“酶是活細胞产生的具有催化作用的有机物。其中绝大多数是蛋白质”。在平时讲授中我们也只是会提到极少数酶是RNA。至于哪些酶是RNA，主要分布在哪些生物中并未提及。本文作了进一步分析。
关键词：酶 蛋白质 必修 课程
中图分类号：G634.7 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（c）-0100-01
（2010·广东汕头模拟Ⅰ改编）下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是（ ）。
A.蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同
B.指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U
C.人体内的酶都是蛋白质，激素不一定是蛋白质
D.蛋白酶也是蛋白质，蛋白酶可以水解所有的肽键
答案给的是C选项。
1 酶的认识过程
1.1 催化作用
人类对酶的认识经历了很曲折的阶段。西方对酶的研究要从19世纪开始。1810年Jaseph Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精。1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果。1897年，Buchner兄弟用石英上磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能是糖发酵，说明发酵与细胞活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。1835年至1837年，Berzelius提出了催化作用的概念。
1.2 蛋白质
1926年美国科学家James Sumner从刀豆提取出了尿酶并获得结晶，证明尿酶具有蛋白质性质。可直到1930年至1936年Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质后，酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受。为此，Sumner和Northrop与1949年共同获得了诺贝尔化学奖。
1.3 核酸
1981年至1982年Thomas R.Cech实验室在研究原生动物Tetrahymena thermophiea的rRNA前提加工成熟时发现了第一个有催化活性的天然RNA，取名为ribozyme（核酶）。由于此RNA进行的是自我催化，且反应后自身发生变化失去催化能力，故严格地讲他不是一个真正的催化剂。随后S.Altman和N.R.Pace以及T.R.Cech几个实验室又陆续发现了真正的RNA催化剂。其中以L19 RNA具有核糖核酸酶活性和RNA聚合酶活性，1992年发现其还有RNA限制性内切酶的作用，催化的底物除了RNA外还有多糖、DNA以及氨基酸酯等。Cech和Altman与1989年共同获得了诺贝尔化学奖。
2 核酶的作用及分布
在生化第三版中指出，RNA有五大功能：控制蛋白质合成，作用于RNA的转录后加工与修饰；基因表达与调节功能的调节；生物催化和其他持家功能，遗传信息的加工与进化。现在发现的核酶大部分参加RNA的加工和成熟，也有可催化C-N键合成的RNA，其中，23SrRNA具有肽酰转移酶活性。1992年有研究证明RNA具有催化蛋白质合成的活性。1997年zhang和Cech得到了一组直接催化肽键生成的人造RNA分子，证明了RNA具有肽基转移酶的活性。表明了RNA与蛋白质的生物合成有关。
2.1 rRNA前体的转录后加工
真核细胞和原核细胞中的rRNA都是从较长的前体生成的。1982年Cech在研究四膜虫的rRNA的剪接加工时，发现RNA分子具有酶的催化功能，在核酶作用下，四膜虫rRNA前体所含413个核苷酸碱基的插入序列（内含子）被自我切除。真核生物rRNA前体的甲基化、假尿苷酸化和切割是由核小RNA（snoRNA）指导的。真核细胞的核仁中存在种类甚多的snoRNA，从酵母和人类细胞中已经发现有上百种。他们与rRNA前体的加工有关，包括断裂、甲基化及尿嘧啶核苷的形成。
2.2 mRNA的转录后加工
真核生物的细胞核含有由许多极长的RNA分子构成的混合物，成为不均一核RNA（hnRNA），hnRNA是细胞质mRNA的前体。真核生物细胞核mRNA前体的剪接是在形成剪接体后才能进行的。在脊椎动物核细胞中snRNA有U1、U2、U3、U4、U5、U6等六种。已知U1、U2、U4、U5、U6等五种snRNA参与RNA剪接。
2.3 蛋白质的合成
核糖体是蛋白质合成的场所。过去以为蛋白质肽键的合成是由核糖体的蛋白质所催化，称为转肽酶。1992年。H.F.Noller等证明23rRNA具有核酶活性，能够催化肽键的形成。rRNA是装配者并其催化作用。蛋白质知识维持rRNA构象，其辅助作用。2000年，耶鲁大学研究小组在核糖体结晶图谱中定位了肽酰转移酶的位点，发现组成该位点的成分全是rRNA，这些成分属于23s rRNA结构域V的中央环。
2.4 帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输
过去一直认为帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输的信号识别颗粒中（SRP）中，RNA只起简单的衣架作用。直到最近通过动力学分析才发现，细菌SRP中的4.5S RNA能够促进SPR蛋白和SPR受体间的可逆结合。籍助核磁共振和X射线晶体学研究，解释了4.5S RNA在于Ffh蛋白结合前后构象的变化。由于SPR RNA能稳定Ffh与Fts Y结合的过渡态，因而具有催化作用。
2.5 调节个体发育和组织分化
较早就发现RNA在个体发育和组织分化中起调节作用。如X染色体的失活和维持均由Xist RNA介导。1995年发现线虫中一些小RNA能够关闭有关基因的表达，由此认识到基因可因RNA干扰（RNAi）而受到调节。2001年在人和鼠细胞中也发现RNAi作用，将它看成是生物节广泛存在的基因调节方式。
3 人体内是否有核酶
关于这一问题，无论是从网上，还是大学的教科书上查了好久也没有找到准确的答案。不过我想上面划线的文字也许能给我们一些启示。所以，是否应该说人体内的酶绝大多是蛋白质更好一些呢？
本来只是一道题引来的争议，通过查阅资料才发现，关于酶竟然有这么多的故事。其中好多知识是我从未接触过的。这不仅让我有些汗颜：自己以往因为想当然和得过且过错过了多少次知识更新的机会！酶的化学本质、作用正在不断的被补充，以后也许将有更大的发现。我们的教材也在不断的改版、更新。那我们的知识是不是也应该不断的更新呢？一些拙见，供各位同仁参考。
参考文献
[1] 王镜岩.生物化学[M].3版.高等教育出版社.
[2] 聂剑初.生物化学简明教程[M].高等教育出版社.
[3] 细胞生物学[M].3版，高等教育出版社.
关键词：酶 蛋白质 必修 课程
中图分类号：G634.7 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（c）-0100-01
（2010·广东汕头模拟Ⅰ改编）下列关于人体内蛋白质的叙述中，正确的是（ ）。
A.蛋白质具有多样性，是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同
B.指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U
C.人体内的酶都是蛋白质，激素不一定是蛋白质
D.蛋白酶也是蛋白质，蛋白酶可以水解所有的肽键
答案给的是C选项。
1 酶的认识过程
1.1 催化作用
人类对酶的认识经历了很曲折的阶段。西方对酶的研究要从19世纪开始。1810年Jaseph Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精。1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果。1897年，Buchner兄弟用石英上磨碎酵母细胞，制备了不含酵母细胞的抽提液，并证明此不含细胞的酵母提取液也能是糖发酵，说明发酵与细胞活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质，为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。1835年至1837年，Berzelius提出了催化作用的概念。
1.2 蛋白质
1926年美国科学家James Sumner从刀豆提取出了尿酶并获得结晶，证明尿酶具有蛋白质性质。可直到1930年至1936年Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶，并用相应方法证实酶是一种蛋白质后，酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受。为此，Sumner和Northrop与1949年共同获得了诺贝尔化学奖。
1.3 核酸
1981年至1982年Thomas R.Cech实验室在研究原生动物Tetrahymena thermophiea的rRNA前提加工成熟时发现了第一个有催化活性的天然RNA，取名为ribozyme（核酶）。由于此RNA进行的是自我催化，且反应后自身发生变化失去催化能力，故严格地讲他不是一个真正的催化剂。随后S.Altman和N.R.Pace以及T.R.Cech几个实验室又陆续发现了真正的RNA催化剂。其中以L19 RNA具有核糖核酸酶活性和RNA聚合酶活性，1992年发现其还有RNA限制性内切酶的作用，催化的底物除了RNA外还有多糖、DNA以及氨基酸酯等。Cech和Altman与1989年共同获得了诺贝尔化学奖。
2 核酶的作用及分布
在生化第三版中指出，RNA有五大功能：控制蛋白质合成，作用于RNA的转录后加工与修饰；基因表达与调节功能的调节；生物催化和其他持家功能，遗传信息的加工与进化。现在发现的核酶大部分参加RNA的加工和成熟，也有可催化C-N键合成的RNA，其中，23SrRNA具有肽酰转移酶活性。1992年有研究证明RNA具有催化蛋白质合成的活性。1997年zhang和Cech得到了一组直接催化肽键生成的人造RNA分子，证明了RNA具有肽基转移酶的活性。表明了RNA与蛋白质的生物合成有关。
2.1 rRNA前体的转录后加工
真核细胞和原核细胞中的rRNA都是从较长的前体生成的。1982年Cech在研究四膜虫的rRNA的剪接加工时，发现RNA分子具有酶的催化功能，在核酶作用下，四膜虫rRNA前体所含413个核苷酸碱基的插入序列（内含子）被自我切除。真核生物rRNA前体的甲基化、假尿苷酸化和切割是由核小RNA（snoRNA）指导的。真核细胞的核仁中存在种类甚多的snoRNA，从酵母和人类细胞中已经发现有上百种。他们与rRNA前体的加工有关，包括断裂、甲基化及尿嘧啶核苷的形成。
2.2 mRNA的转录后加工
真核生物的细胞核含有由许多极长的RNA分子构成的混合物，成为不均一核RNA（hnRNA），hnRNA是细胞质mRNA的前体。真核生物细胞核mRNA前体的剪接是在形成剪接体后才能进行的。在脊椎动物核细胞中snRNA有U1、U2、U3、U4、U5、U6等六种。已知U1、U2、U4、U5、U6等五种snRNA参与RNA剪接。
2.3 蛋白质的合成
核糖体是蛋白质合成的场所。过去以为蛋白质肽键的合成是由核糖体的蛋白质所催化，称为转肽酶。1992年。H.F.Noller等证明23rRNA具有核酶活性，能够催化肽键的形成。rRNA是装配者并其催化作用。蛋白质知识维持rRNA构象，其辅助作用。2000年，耶鲁大学研究小组在核糖体结晶图谱中定位了肽酰转移酶的位点，发现组成该位点的成分全是rRNA，这些成分属于23s rRNA结构域V的中央环。
2.4 帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输
过去一直认为帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输的信号识别颗粒中（SRP）中，RNA只起简单的衣架作用。直到最近通过动力学分析才发现，细菌SRP中的4.5S RNA能够促进SPR蛋白和SPR受体间的可逆结合。籍助核磁共振和X射线晶体学研究，解释了4.5S RNA在于Ffh蛋白结合前后构象的变化。由于SPR RNA能稳定Ffh与Fts Y结合的过渡态，因而具有催化作用。
2.5 调节个体发育和组织分化
较早就发现RNA在个体发育和组织分化中起调节作用。如X染色体的失活和维持均由Xist RNA介导。1995年发现线虫中一些小RNA能够关闭有关基因的表达，由此认识到基因可因RNA干扰（RNAi）而受到调节。2001年在人和鼠细胞中也发现RNAi作用，将它看成是生物节广泛存在的基因调节方式。
3 人体内是否有核酶
关于这一问题，无论是从网上，还是大学的教科书上查了好久也没有找到准确的答案。不过我想上面划线的文字也许能给我们一些启示。所以，是否应该说人体内的酶绝大多是蛋白质更好一些呢？
本来只是一道题引来的争议，通过查阅资料才发现，关于酶竟然有这么多的故事。其中好多知识是我从未接触过的。这不仅让我有些汗颜：自己以往因为想当然和得过且过错过了多少次知识更新的机会！酶的化学本质、作用正在不断的被补充，以后也许将有更大的发现。我们的教材也在不断的改版、更新。那我们的知识是不是也应该不断的更新呢？一些拙见，供各位同仁参考。
参考文献
[1] 王镜岩.生物化学[M].3版.高等教育出版社.
[2] 聂剑初.生物化学简明教程[M].高等教育出版社.
[3] 细胞生物学[M].3版，高等教育出版社.