限制酶

限制酶e，更准确地说是限制性核酸内切酶（REN），是可以在特定位置识别和切割DNA的酶。 限制性核酸内切酶存在于细菌和古细菌等中，用于抵御噬菌体。 限制酶 e 通过缺失的甲基化模式或通过其他不存在的 DNA 序列识别外来 DNA，然后水解外来 DNA。 因此，它们总是与典型的 DNA 甲基转移酶一起出现在细菌中，后者在细菌自身的 DNA 上留下特征模式。

为了使细菌具有限制酶作为防御系统，至少需要三个功能上可区分的蛋白质区域：限制域、甲基化域和序列识别域。 这三个结构域可以只存在于一种蛋白质上，也可以分布在多个蛋白质上。

每种限制性核酸内切酶识别特定的 DNA 碱基序列。 限制酶在限制性消化中的特异性取决于所用的缓冲液和辅助因子等。

限制发酵剂在生物化学中用于在指定点切割 DNA，例如 B. 在限制性分析（限制性酶切后进行琼脂糖凝胶电泳）或克隆中。 因此，这些酶也被称为分子剪刀。 连接酶用于共价重新连接切割末端（在粘性末端的情况下仅在杂交后）。 如果环境条件不对，也可以施加不明确的限制，这就是所谓的明星活动。 限制性核酸内切酶的特异性可以通过蛋白质设计特别适用于所需的 DNA 序列，例如 B. 在锌指核酸酶中。

个体限制酶的界面位置可以用 DNA 的限制性图谱表示。 例如，存在这样的基因组和质粒图谱。 当 DNA 被限制酶 e 切割时产生的 DNA 片段的长度可用于与限制性图谱相比较来识别 DNA 部分。

根据它们的性质，主要有四种类型，又分为几个亚型：

• I 型在远离识别序列的随机位置切割 DNA。 需要 ATP 并从 S-腺苷甲硫氨酸转移甲基。
• II 型在识别序列内或附近切割 DNA。 不需要 ATP，也没有甲基转移酶活性。
• III 型将 DNA 切割离识别序列约 20 到 25 个碱基对。 需要 ATP 并从 S-腺苷甲硫氨酸转移甲基。
• IV 型仅切割甲基化/羟甲基化/葡糖基-羟甲基化 DNA - 与受甲基化模式抑制的 I-III 型相反。
• V 型使用向导 RNA来靶向入侵生物体上的特定非回文序列。 如果提供合适的向导 RNA，它可以切割可变长度的 DNA。 由于其灵活性和易用性，V 型限制发酵剂是未来基因工程应用的有前途的候选者。

II 型有已知的亚型 IIS 型和 IIG 型，它们切入识别序列之外。

在一般用法中，术语“限制酶”通常等同于 II 型限制性核酸内切酶，因为 I 型和 III 型酶在分子生物学中的重要性不大。 限制发酵剂的名称表明了它们的来源。 xxx个字母代表属，第二个和第三个字母代表种，它由名称后缀和发现的时间顺序扩展。 例如，EcoRI 酶是在大肠杆菌 R（粗）菌株中发现的xxx种酶，而 SmaI 是粘质沙雷氏菌中的xxx种酶。 具有相同识别序列和相同切割模式的不同来源的限制酶称为同裂酶。 如果它们在同一序列内切割但留下不同的切割末端，则它们被称为新裂酶。

II型限制性核酸内切酶的识别序列主要由4、6或8个碱基对的回文序列组成。 切口可以是直的。 这种平末端导致克隆过程中较低的连接产量。