核酶是一类具有催化活性的非编码RNA分子,在细胞内参与多种重要的生命活动,包括t RNA加工、内含子剪切、蛋白质合成等。根据催化机制不同,核酶可被分为两类:金属依赖型核酶和自剪切型核酶。已有研究表明,自剪切型核酶一般采用广义酸碱催化机制进行位点特异性的自剪切。目前,已发现的自剪切型核酶一共有十类,hammerhead、HDV、VS、hairpin、glm S、twister、pistol、twister-sister、hatchet以及hovlinc。基于自剪切型核酶的催化特性,研究人员开发了多种人工系统应用于RNA体外转录、体内基因表达调控、基因编辑等。而自剪切型核酶的三级结构是研究其催化机制以及开发其相关应用的重要基础。本论文通过X-射线晶体学的方法分别解析了twister-sister核酶和hatchet核酶的三维空间结构,并对其催化机制进行了探讨。为了拿到全长twister-sister核酶的结构,我们在自剪切位点处引入了脱氧核糖核苷酸d C62（2’-H）,通过X-射线晶体学的方法,最终解析了分辨率为2（?）的全长twister-sister核酶的三维空间结构。通过三级结构分析,我们发现原本分散在不同结构单元L1和SL4上的高度保守碱基在三维空间结构中可以形成远距离相互作用。在酶切位点处的碱基C62和A63呈现伸展构象,其中,A63通过碱基堆积作用以及氢键相互作用被锚定在结构内部,而C62指向结构外侧,构象相对灵活。此外,我们发现酶切位点附近碱基G5的N1H与酶切位点处磷酸根的非桥接氧原子形成氢键相互作用,此结构特征同样存在于twister核酶。将G5突变为A、U或者C均会严重破坏twister-sister核酶的活性,证明此碱基在其催化反应中十分重要,但基于现有结果,我们尚无法判断其是否直接参与了催化过程。另外,在酶切位点处存在一系列镁离子,这些镁离子参与了酶切位点复杂氢键网络的形成。其中一个镁离子M2的一个配位水与模拟的2’-OH的距离为3（?）,此配位水有可能在催化过程中发挥广义碱的作用。twister-sister核酶的三级结构展示了其整体结构特征以及催化口袋结构特征,为研究其催化机制提供了重要的结构基础。在同期发现的三类新型自剪切型核酶中,hatchet核酶是唯一一类酶切位点位于近5’端的核酶。本文解析了分辨率为2.1（?）的hatchet核酶的3’产物结构,由于其保守序列以及主要的二级结构均位于3’产物,因而此结构可认为代表了全长hatchet核酶的整体结构。hatchet核酶3’产物的整体三级结构由两个近乎平行的长螺旋组成,环区L1与L3之间以及高度保守碱基之间形成了远距离相互作用从而稳定了整体结构。在三级结构中,原本位于近5’端的酶切位点经过折叠后处于整个结构的中心并被高度保守碱基包围。另外,我们发现催化口袋处形成了一个空穴,其大小足够容纳酶切位点处U1与C（-1）之间易断裂的磷酸根以及碱基C（-1）,基于此,本文建立了全长hatchet核酶处于酶切前构象的结构模型,模型中C（-1）以及酶切位点处的磷酸根可以与一系列高度保守碱基形成相互作用。其中,我们发现高度保守碱基G31与C（-1）的2’-OH之间的距离在形成氢键相互作用的范围内,而将G31突变为c7G31后会彻底破坏hatchet核酶的活性,这表明G31可能在催化过程中充当广义碱的角色。基于上述结果,我们进一步研究了hatchet核酶的催化性质。我们的研究不仅展示了hatchet核酶的整体结构特征以及催化口袋组成,还为进一步获得其全长结构以及明确其催化机制奠定了必要的结构基础。