日本大百科全書(ニッポニカ) 「リボヌクレアーゼ」の意味・わかりやすい解説
リボヌクレアーゼ
りぼぬくれあーぜ
ribonuclease
リボ核酸（RNA）の分子内リン酸ジエステル結合を切断する酵素で、RNアーゼ（RNase）と略記する。動植物から細菌、カビに至るまで広く分布する。代表的なものに、ウシの膵臓(すいぞう)RNアーゼA、江上不二夫(えがみふじお)らがタカジアスターゼ末から精製したRNアーゼT1がある。いずれも分子量1万強の比較的小さなタンパク質で、熱にきわめて安定である。そのアミノ酸配列、物理化学的性質、作用機序などが詳細に研究された。厳密な基質特異性を有するものが多く、RNアーゼAはピリミジンヌクレオチドに特異的であり、またRNアーゼT1はグアニル酸残基に特異的で、いずれもその3´-リン酸体を切断末端に生ずる。反応は二段階よりなり、第一段階ではRNA鎖中の標的残基の3´-リン酸と隣の残基の5´-ヒドロキシ基との間の結合を切断し、2´位と3´位の間で環状リン酸エステルを中間体として生じる。続いて加水分解により3´-リン酸末端を与えるが、生成物はモノおよびオリゴヌクレオチドで、無機リン酸は生じない。その厳密な特異性は、1965年ホリーらによるRNA配列決定の際の有力な武器となった。また、第一段階の反応は可逆的であるため、既知配列のオリゴヌクレオチドの合成にも利用される。
RNアーゼの生理的意義については長い間不明とされていたが、近年、大腸菌をはじめとして一部の真核細胞においても、RNアーゼがRNA分子の高度にプログラムされた切断加工（プロセッシングあるいはスプライシング）に関与していることが明らかとなった。大腸菌では約10種のRNアーゼが確認されている。このうち、RNアーゼPとよばれるものは転移RNAのスプライシングに、またRNアーゼIやRNアーゼⅢはリボソームRNAやメッセンジャーRNAなどのスプライシングに働いている。同じく大腸菌にはRNアーゼHとよばれる酵素があり、これは他のRNアーゼのように1本鎖のRNAを消化できず、DNAとのハイブリッド2本鎖を形成しているRNA鎖のみを切断する。その作用機構から、DNA複製過程におけるRNAプライマーの除去に関与しているとみられる。
一方、RNアーゼPは単純タンパク質ではなく、分子量2万のタンパク質鎖と375残基のRNA鎖からなる複合酵素であり、驚くべきことに試験管内で解離したタンパク鎖、RNA鎖はともに単独でRNA分解活性を示す。同様の例が一部の真核細胞でもみいだされた。繊毛虫のテトラヒメナでは、35SリボソームRNA前駆分子中のイントロン配列（介在配列）がRNアーゼ活性を有し、自らをスプライスして除去する。1981年、チェックは、RNA分子自身が有するこのようなRNアーゼ活性を称してリボザイムRibozym, ribozymeと命名した。これは従来の「酵素とはタンパク質を基本構成成分とする生体触媒である」という生化学の基本概念を根底から覆すものとなった。
［入江伸吉］