核糖核苷酸還原酶英文解釋翻譯、核糖核苷酸還原酶的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ribonucleotide reductase

分詞翻譯：

核糖的英語翻譯：

【化】 ribose
【醫】 d-ribose; ribopyranose; ribose

核苷酸還原酶的英語翻譯：

【化】 ribonucleotide reductase

專業解析

核糖核苷酸還原酶（Ribonucleotide Reductase, RNR）是生物體内一種關鍵的氧化還原酶，負責催化核糖核苷酸（ribonucleotides）還原為脫氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotides）的生化反應。該反應是DNA合成與修複過程中脫氧核糖核苷三磷酸（dNTPs）合成的限速步驟，對細胞增殖和遺傳穩定性至關重要。

一、術語解析與功能機制

1. 核糖核苷酸（Ribonucleotide）

   指核苷酸中糖成分為核糖（ribose）的形式，是RNA的基本組成單元。RNR的底物包括腺嘌呤核苷酸（ATP）、鳥嘌呤核苷酸（GTP）、胞嘧啶核苷酸（CTP）和尿嘧啶核苷酸（UTP）。

2. 還原反應（Reduction）

   RNR通過自由基機制催化核糖核苷二磷酸（NDPs）的2'-羟基（—OH）還原為氫原子（—H），生成對應的脫氧核糖核苷二磷酸（dNDPs）。此過程需消耗能量（如NADPH）并依賴金屬輔因子（如鐵、錳）。

3. 酶的分類與結構

   根據金屬輔因子需求，RNR分為三類：

   • I類：需氧環境，含鐵或錳輔基（如人類RNR）；
   • II類：厭氧環境，依賴钴胺素（維生素B12）；
   • III類：嚴格厭氧，含鐵硫簇和S-腺苷甲硫氨酸。

     真核生物RNR通常由大亞基（R1，催化位點）和小亞基（R2，自由基生成位點）組成異源四聚體。

二、生理意義與調控

• DNA合成的核心作用

  dNTPs是DNA複制的直接前體物質，RNR通過調控其合成速率維持細胞内dNTP庫的平衡。失調可導緻基因組不穩定（如突變或染色體斷裂）。

• 多層次調控機制

  包括：

  1. 别構調節：ATP激活催化活性，dATP抑制酶活性；
  2. 轉錄調控：細胞周期依賴的表達（如S期上調）；
  3. 亞細胞定位：響應DNA損傷時向細胞核轉運。

三、臨床與生物技術應用

• 抗癌藥物靶點

  羟基脲（Hydroxyurea）通過淬滅RNR自由基抑制酶活性，用于治療慢性髓性白血病等。

• 抗病毒策略

  抑制病毒RNR可阻斷病毒DNA合成（如疱疹病毒治療藥物）。

• 合成生物學

  改造RNR以生産非天然脫氧核苷酸，拓展基因編碼技術。

參考文獻

1. Nordlund P, Reichard P. Ribonucleotide reductases. Annu Rev Biochem. 2006;75:681-706. doi:10.1146/annurev.biochem.75.103004.142443.
2. Hofer A, Crona M, Logan DT, Sjöberg BM. DNA building blocks: keeping control of manufacture. Crit Rev Biochem Mol Biol. 2012;47(1):50-63. doi:10.3109/10409238.2011.630372.
3. Torrents E. Ribonucleotide reductases: essential enzymes for bacterial life. Front Cell Infect Microbiol. 2014;4:52. doi:10.3389/fcimb.2014.00052.

網絡擴展解釋

核糖核苷酸還原酶（Ribonucleotide Reductase, RNR）是生物體内一種關鍵的代謝酶，主要功能是将核糖核苷酸（RNA的基本單位）轉化為脫氧核糖核苷酸（DNA的基本單位），在DNA合成與修複中起核心作用。以下從功能、結構、調控和應用四方面詳細解釋：

1.功能與作用

• 催化反應：RNR是生物體内唯一能催化4種核糖核苷酸（ATP、GTP、CTP、UTP）還原為相應脫氧核糖核苷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）的酶，為DNA複制和修複提供原料。
• 限速作用：作為DNA合成的限速酶，其活性直接影響細胞增殖和分化，尤其在細胞周期S期（DNA合成期）活性最高。

2.結構與分類

• 分類依據：根據結合的金屬輔助因子不同，RNR分為三類：
  • Ⅰ類：依賴酪氨酸自由基和鐵氧簇（常見于真核生物和部分細菌）。
  • Ⅱ類：依賴钴胺素（維生素B12衍生物，常見于古菌和細菌）。
  • Ⅲ類：依賴S-腺苷甲硫氨酸和鐵硫簇（厭氧微生物中常見）。
• 結構特征：不同類别RNR的氨基酸序列差異較大，但活性中心的三級結構和催化功能高度保守。

3.調控機制

• 變構位點：RNR含有兩個關鍵變構位點：
  1. 活性中心：通過自由基機制催化核糖核苷酸還原。
  2. 底物結合位點：通過變構效應調節4種脫氧核糖核苷酸的平衡，防止DNA合成錯誤。
• 反饋調節：産物dNTP的濃度可負反饋抑制RNR活性，維持細胞内脫氧核苷酸庫的穩态。

4.研究意義與應用

• 基礎研究：RNR是研究酶催化機制（如自由基反應）和生命起源（RNA世界向DNA世界過渡）的重要模型。
• 醫學應用：由于RNR在快速增殖細胞（如癌細胞）中高度活躍，它成為抗癌藥物（如羟基脲、吉西他濱）的關鍵靶點。此外，其調控異常與多種遺傳性疾病和腫瘤發生相關。

補充說明：

• 提到的“NDPR”可能是該酶的非主流命名，需結合上下文确認。
• 中關于“将NTP還原為DNA”的表述不夠嚴謹，實際産物是脫氧核糖核苷酸（dNTP），後續需通過DNA聚合酶合成DNA。

分類

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