限制酶
| A+醫學百科 >> 限制酶 |
限制酶（Restriction Enzymes）全稱限制性核酸內切酶（restriction endonuclease）:一種在特殊核甘酸序列處水解雙鏈DNA的內切酶。Ⅰ型限制性內切酶既能催化宿主DNA的甲基化，又催化非甲基化的DNA的水解；而Ⅱ型限制性內切酶只催化非甲基化的DNA的水解。
細菌反擊
細菌容易被噬菌體感染，如已經在每月推薦分子中看到的phix174噬菌體。許多細菌用切割外來DNA的方法進行自我保護，如切割感染性噬菌體的DNA。這些細菌產生一種能切割DNA的核酸內切酶，一旦發現外來DNA便將其切割，因此它們有效地限制了噬菌體對細菌的感染，故這種核酸內切酶被稱為限制酶。
分子剪刀
每種限制酶特異識別專一DNA序列，并在切割位點將其準確切割。例如，EcoR1切割GAATTC序列，切割位點在G與A之間。細菌將自身的DNA甲基化修飾，防止了被自身核酸內切酶降解。這些甲基化基團被裝到DNA大溝的腺嘌呤或胞嘧啶上（依細菌種類而定），使限制酶不能與DNA序列結合，但又不影響這些DNA序列上遺傳信息的正常識別與表達。噬菌體DNA沒有這些保護性的甲基化基團，所以會被降解。每種細菌都有一種或幾種用來切割特異DNA序列的限制酶，還有與限制酶配對的甲基轉移酶，用來防止限制酶降解細菌基因中的相應序列。
目錄 |
限制酶的分布
限制性核酸內切酶分布極廣，幾乎在所有細菌的屬、種中都發現至少一種限制性內切酶，多者在一屬中就有幾十種，例如在嗜血桿菌屬中(Haemophilus)現已發現的就有22種。有的菌株含酶量極低，很難分離定性；然而在有的菌株中，酶含量極高．如E. coli的pMB4(EcoRI酶)和H. aegyptius(Hal III酶)就是高產酶菌株。據報道從10g的H. aegyptius的細胞中，能分離提純出可消化l0gλ噬茵體DNA的酶量。到目前為止，細菌是限制性內切酶，尤其是特異性非常強的I類限制性內切酶的主要來源。
限制性內切酶的分類和性質
根據酶的功能特性、大小及反應時所需的輔助因子，限制性內切酶可分為兩大類，即I類酶和II酶。最早從大腸桿菌中發現的EcoK、EcoB就屬于I類酶。其分子量較大；反應過程中除需Mg2+外，還需要S-腺苷-L甲硫氨酸、ATP；在DNA分子上沒有特異性的酶解片斷，這是I、II類酶之間最明顯的差異。因此，I類酶作為DNA的分析工具價值不大。II類酶有EcoR I、BamH I、Hind II、Hind III等。其分子量小于105道爾頓；反應只需Mg2+；最重要的是在所識別的特定堿基順序上有特異性的切點，因而DNA分子經過II類酶作用后，可產生特異性的酶解片斷，這些片斷可用凝膠電泳法進行分離、鑒別。
限制性內切酶識別DNA序列中的回文序列。有些酶的切割位點在回文的一側(如EcoR I、BamH I、Hind等)，因而可形成粘性末端，另一些II類酶如Alu I、BsuR I、Bal I、Hal III、HPa I、Sma I等，切割位點在回文序列中間，形成平整末端。Alu I的切割位點如下：
5'-A G^C T-3'
3'-T C^G A-5'
在已發現的限制性內切酶中，近百種酶的識別順序已被測定。有很多來源不同的酶有相同的堿基識別順序，這種酶稱為“異源同功酶”(isochizomer，同切限制內切酶；同裂酶)。應該注意的是，這些酶雖然有相同的識別順序，但它們的切點并不完全一樣。例如Xma I和Sma I都識別六核苷酸CCCGGG，但Xma I的切點在cCCGGG，而Ema I的切點則在CCCGgGG，前者切割DNA分子，形成帶有CCGG粘性末端的DNA片段，而后者并不形成粘性末端。當然，也有識別順序和切點都相同的酶，如Hap II、Hpa II、Mno I，都在識別順序CCGG內有一相同的切點，Hal III和BsuR I同樣在識別順序GGCC內有一相同的切點。
用途
用于DNA基因組物理圖譜的組建；基因的定位和基因分離；DNA分子堿基序列分析；比較相關的DNA分子和遺傳工程。
命名
限制酶的命名是根據細菌種類而定，以EcoRI為例：
| E | Escherichia | (屬) |
| co | coli | (種) |
| R | RY13 | (品系) |
| I | 首先發現 | 在此類細菌中發現的順序 |
類型
根據限制酶的結構,輔因子的需求切位與作用方式，可將限制酶分為三種類型，分別是第一型（Type I）、第二型（Type II）及第三型（Type III）。
第一型限制酶
同時具有修飾(modification)及認知切割(restriction)的作用；另有認知(recognize)DNA上特定堿基序列的能力，通常其切割位(cleavage site)距離認知位(recognition site)可達數千個堿基之遠。例如：EcoB、EcoK。
第二型限制酶
只具有認知切割的作用，修飾作用由其他酵素進行。所認知的位置多為短的回文序列(palindrome sequence)；所剪切的堿基序列通常即為所認知的序列。是遺傳工程上，實用性較高的限制酶種類。例如：EcoRI、HindIII。
第三型限制酶
與第一型限制酶類似，同時具有修飾及認知切割的作用。可認知短的不對稱序列，切割位與認知序列約距24-26個堿基對。例如：EcoPI、HinfIII。
參看
| 關于“限制酶”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |