限制性內切酶
限制性內切酶(restriction endonuclease)全稱限制性核酸內切酶,是一種能將雙股DNA切開的酶。切割方法是將糖類分子與磷酸之間的鍵結切斷,進而於兩條DNA鏈上各產生一個切口,且不破壞核苷酸與鹼基。限制酶在分子生物學與遺傳工程領域有廣泛的應用。
目錄
定義
是識別DNA的特異序列,並在識別位點或其周圍切割雙鏈DNA的一類內切酶。
由來
一般是以微生物屬名的第一個字母和種名的前兩個字母組成,第四個字母表示菌株(品系)。例如,從Bacillus amylolique faciens H中提取的限制性內切酶稱為Bam H,在同一品系細菌中得到的識別不同鹼基順序的幾種不同特異性的酶,可以編成不同的號,如HindⅡ、HindⅢ,HpaI、HpaⅡ,MboI、MboⅡ等。
限制性內切酶(restriction endonuclease):一種在特殊核苷酸序列處水解雙鏈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。
別名:Endodeoxyribonuclease簡稱限制酶
酶反應 限制性內切酶能分裂DNA分子在一限定數目的專一部位上。它能識別外源DNA並將其降解。
單位定義:在指明pH與37℃,在0.05mL反應混合物中,1小時消化1μg的λDNA的酶量為1單位。
性狀製品不含非專一的核酸水解酶(由10單位內切酶與1μg λDNA,保溫16小時所得的凝膠電泳圖譜的穩定性表示),這類酶主要是從原核生物中分離出來的,迄今已經從近300多種不同的微生物中分離出約4000種限制酶。[1]
參考文獻
分類性質
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就屬於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。其分子量小於105道爾頓;反應只需Mg2+;最重要的是在所識別的特定鹼基順序上有特異性的切點,因而DNA分子經過Ⅱ類酶作用後,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、鑑別。
限制性內切酶識別DNA序列中的迴文序列。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,切割位點在迴文序列中間,形成平整末端。
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鹼基識別順序,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,但它們的切點並不完全一樣。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,而後者並不形成粘性末端。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。[1]
分布區域
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。