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外切酶即核酸外切酶(exonuclease )。是一類能從多核苷酸鏈的一端開始按序催化水解3、5-磷酸二酯鍵,降解核苷酸的酶。其水解的最終產物是單個的核苷酸(DNA為dNMP,RNA為NMP)。

按作用的特性差異可以將其分為單鏈的核酸外切酶和雙鏈的核酸外切酶。[1]

目錄

簡介

核酸外切酶是一類從多核苷酸鏈的末端開始逐個降解核苷酸的酶。按照酶對底物二級結構的專一性,將其分為三類:①作用於單鏈的核酸外切酶,如大腸桿菌核酸外切酶I和大腸桿菌核酸外切酶Ⅶ。②作用於雙鏈的核酸外切酶,如大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ、噬菌體核酸外切酶和T7噬菌體基因Ⅵ核酸外切酶等。③既可作用於單鏈又可作用於雙鏈的核酸外切酶,如Bal 31核酸酶。

單鏈介紹

單鏈的核酸外切酶包括大腸桿菌核酸外切酶Ⅰ(exoⅠ)和核酸外切酶Ⅶ(exoⅦ)。核酸外切酶Ⅶ(exoⅦ)能夠從5′-末端或3′-末端呈單鏈狀態的DNA分子上降解DNA,產生出寡核苷酸短片段,而且是唯一不需要Mg2+離子的活性酶,是一種耐受性很強的核酸酶。核酸外切酶Ⅶ(exoⅦ)可以用來測定基因組DNA中一些特殊的間隔序列和編碼序列的位置。它只切割末端有單鏈突出的DNA分子, 實際操作時需要配合解旋酶操作。

雙鏈介紹

雙鏈的核酸外切酶包括大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ(exoⅢ)、λ噬菌體核酸外切酶(λexo)以及T7噬菌體基因6核酸外切酶等。大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ(exo Ⅲ)具有多種催化功能,可以降解雙鏈DNA分子中的許多類型的磷酸二酯鍵。其中主要的催化活性是催化雙鏈DNA按3′→5′的方向從3′-OH末端釋放5′-單核苷酸。大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ(exoⅢ)通過其3′→5′外切酶活性使雙鏈DNA分子產生出單鏈區,經過這種修飾的DNA再配合使用Klenow酶,同時加進帶放射性同位素的核苷酸,便可以製備特異性的放射性探針。

λ噬菌體核酸外切酶(λexo)最初是從感染了λ噬菌體的大腸桿菌細胞中純化出來的。這種酶催化雙鏈DNA分子從5′-P末端進行逐步的水解釋放出5′-單核苷酸。但不能降解5′-OH末端。

核酸內切酶

核酸內切酶催化水解多核苷酸內部的磷酸二酯鍵。有些核酸內切酶僅水解5'-磷酸二酯鍵,把磷酸基團留在3』位置上,稱為5』-內切酶;而有些僅水解3'-磷酸二酯鍵,把磷酸基團留在5』位置上,稱為3』-內切酶,還有一些核酸內切酶對磷酸酯鍵一側的鹼基有專一要求。

20世紀70年代,在細菌中陸續發現了一類核酸內切酶,能專一性地識別並水解雙鏈DNA上的特異核苷酸順序,稱為限制性核酸內切酶。當外源DNA侵入細菌後,限制性內切酶可將其水解切成片段,從而限制了外源DNA在細菌細胞內的表達,而細菌本身的DNA由於在該特異核苷酸順序處被甲基化酶修飾,不被水解,從而得到保護。

視頻

外切酶 相關視頻

【分子生物學】1.9 DNA聚合酶的核酸外切酶活性
生化-核苷酸代謝

參考文獻

  1. 核酸外切酶簡介,醫學教育網,2014-09-23