何謂限制性內(nèi)切酶？

 

限制性內(nèi)切酶是一種能夠識別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并在特定位置切割DNA鏈中的磷酸二酯鍵的一類酶，簡稱限制酶。

不同的限制性內(nèi)切酶會識別不同的DNA序列，它可以在識別序列內(nèi)或距識別序列不遠(yuǎn)的位置處切割DNA，酶切之后會形成不同類型的產(chǎn)物，如下圖中的BamHI形成5’粘性末端產(chǎn)物，KpnI形成3’粘性末端產(chǎn)物，EcoRV形成平末端產(chǎn)物。

 

▲ BamHI、KpnI、EcoRV酶切示意圖

 

眾所周知，限制性內(nèi)切酶最常用于分子克隆實驗中。但除了克隆，它還可以應(yīng)用于疫苗研發(fā)生產(chǎn)、基因測序、SNP鑒定、ddPCR等領(lǐng)域。

 

限制性內(nèi)切酶的命名規(guī)則

 

限制性內(nèi)切酶的命名主要是根據(jù)細(xì)菌的屬名、種名、菌株或血清型、發(fā)現(xiàn)的順序而定，以BstEII為例，命名規(guī)則如下表所示：

表1：限制性內(nèi)切酶的命名規(guī)則
 

縮寫	全名	含義
B	Bacillus	屬名第一個字母
st	stearothermophilus	種名前兩個字母
E	ET	株系名第一個字母
II	第二個發(fā)現(xiàn)	在此類細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的順序

 

限制性內(nèi)切酶的分類

 

 

根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、作用方式與輔因子的區(qū)別，限制性內(nèi)切酶可分為四大類，以下內(nèi)容總結(jié)了各類的特點和典型酶種：

 

1

Type Ⅰ

• 特點：

1.同時具有識別切割和修飾活性；
2.能夠識別DNA特定序列，切割位點距離識別位點不定，可達(dá)數(shù)千個堿基之遠(yuǎn)；
3.作用時需要ATP。

• 典型酶種：EcoB、Ecok等

2

Type Ⅱ

• 特點：

1.只具有識別切割的作用；
2.識別序列多為短的回文序列（一般為4-8bp），酶切位點通常就是所識別序列，特異性切割；
3.作用時需要Mg²⁺；

4.分子克隆中最常用的一類限制酶。

• 典型酶種：HindII、NotI等

3

Type Ⅲ

• 特點：

1.同時具有識別切割和修飾活性；
2.切割位點大約距離識別位點24-26bp；
3.作用時需要ATP。

• 典型酶種：Hinflll等

4

Type Ⅳ

• 特點：

1.僅切割被甲基化修飾了的DNA序列；
2.切割位點距離識別位點 30 bp左右。

• 典型酶種：MrcA、McrBC等

除了以上分類，根據(jù)識別和切割位點的異同可以分為3類，如下表所示：

表2：同裂酶、異列酶和同尾酶對比

內(nèi)切酶類別	特點	典型酶種
Type I	1、同時具有識別切割和修飾活性； 2、能夠識別DNA特定序列，切割位點距離識別位點不定，可達(dá)數(shù)千個堿基之遠(yuǎn)； 3、作用時需要ATP。	EcoB、EcoK等
Type II	1、只具有識別切割的作用； 2、識別序列多為短的回文序列（一般為4-8bp），酶切位點通常就是所識別序列，特異性切割； 3、作用時需要Mg2+； 4、分子克隆中最常用的一類限制酶。	HindIII，NotI等
Type III	1、同時具有識別切割和修飾活性； 2、切割位點大約距離識別位點24-26bp； 3、作用時需要ATP。	HinfIII等
Type IV	1、僅切割被甲基化修飾了的DNA序列； 2、切割位點大約距離識別位點 30 bp左右。	McrA，McrBC等

 

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