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1970年，科學家發現了mRNA的5’端結構——帽子結構（m7GpppN），它一方面保護mRNA使其具有穩定性，另外一方面，5′端帽子還是前體mRNA剪接、多聚腺苷酸化及和核輸出的標識符。同時，mRNA的5′端帽子結構如果出現異常，將會引起細胞發生抗病毒反應。因此，RNA加帽和mRNA的擴增，促進了mRNA的大規模生產，mRNA疫苗成為可能。
一、mRNA加帽原理
真核生物mRNA加帽需要在TPase、GTase、N7 MTase等酶的參與下合成帽子結構，原理如下：
（1）RNA三磷酸酶（TPase）從5’-三磷酸中去除 γ-磷酸，生成 5’-二磷酸 RNA
pppN1(p)N.-OH(3')→ ppNi(pN)x-OH(3')+Pi
（2）RNA 鳥苷酸轉移酶（GTase）通過賴氨酸-GMP 共價中間體將 GMP 基團從 GTP 轉移到 5’-二磷酸
ppN1(pN)x-OH(3')+GTP→G(5')ppp(5')N1(pN)x-OH(3')+PPi
（3）嘌呤-N7 甲基轉移酶（鳥嘌LING-N7 MTase）在鳥嘌LING帽的N7胺上添加一個甲基，形成基本帽結構（Cap0）
G(5')ppp(5')N1(pN)x-OH(3')+AdoMet → m7G(5')ppp(5')N1(pN)x-OH(3')+ AdoHyc
（4）m7G 特異性 2’O-甲基轉移酶（mRNA Cap 2′-O-Methyltransferase）還可將核糖2’O位置的核糖核苷酸甲基化生成Cap1結構
m7GpppN1(pN)x-OH(3')+AdoMet → m7Gppp[m3'-o]N1(pN)x-OH(3')+ AdoHyc
Cap 0 RNA Cap 1 RNA
二、RNA加帽酶的應用
1. 促進靶蛋白的表達
mRNA是蛋白質合成的模板，因此，將mRNA導入細胞，促進胞內蛋白的表達。
2. 促進Cap0/Cap1的RNA合成
根據上述mRNA的加帽原理，合成Cap0/Cap1結構的mRNA。
3. 合成mRNA疫苗
三、加帽方法
1. 酶法加帽
利用上述的加帽原理，即可獲得Cap0/Cap1結構。北京百奧創新科技有限公司提供的CellScript加帽試劑盒（貨號：C-SCCS1710）的反應時間短，加帽效率高（接近100%），同類產品可直接交叉使用。
2. 共轉錄法加帽
轉錄起始，加入帽類似物，轉錄本沿著帽類似物延長，轉錄完成形成的mRNA就具有帽子結構。
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