基因工程中常用的酶分类和性质

3’
3‘ A
5’
T4 DNA Ligase
5‘ G G A T C T 3‘ C C T A G A
3’ • 连 接 处 不 再 是 内 切 酶识别序列
5’
• BamH Ⅰ/ Bgl Ⅱ • Sal Ⅰ/ Xho Ⅰ • Spe Ⅰ/ Xba Ⅰ
三、限制酶的识别序列与DNA的切割
（P47） • 1、限制酶的识别序列与DNA的来源无关，不具有种的特
基因工程中常用的 酶分类和性质
• 一、限制性核酸内切酶 • 二、连接酶 • 三、聚合酶 • 四、修饰酶
第一节 限制性核酸内切酶 (Restriction enzyme)
基因的剪刀
----------------限制性内切酶
• 核酸酶（P41-42)：切割相邻的两个核苷酸残基间的磷
酸二酯键导致多核苷酸链共价键断裂的一类水解酶。可分 为核糖核酸酶与脱氧核糖核酸酶。
• 具3’突出未端的粘性未端
5‘ 3‘
5‘ 3‘
GAGCTC CT CGAG
Sac Ⅰ
G A G C T 3’
5’ C
C 5’
3’ T C G A G
3’ 5’
3’ 5’
• KpnⅠ (5’ ··· GGTAC^ C ··· 3’) • PstⅠ (5’ ··· CTGCA^ G ··· 3’) • SacⅠ (5’ ··· GAGCT^ C ··· 3’)
化酶亚基分开
能酶
识别位点 4～6bp 序列
5～7bp
两侧对称或不对称
常为回文
不对称序列
剪切位点 在限制位点
限制位点上游 离限制位点 >1000
24～26bp 处 bp 的非特异位点
限制与甲 活性分开
同时存在
互相排斥
基化
基因工程中最常用的是Ⅱ型酶
二. Ⅱ型酶的命名,书写与剪切方式：
限制酶
来源
剪切方式
因他们发现了限制性酶并应用于分子遗传学而获1978年 度诺贝尔生理学和医学奖。
1962 , Arber, 1968 Smith等发现限制性酶
W. Arber (1929 –) Biozentrum der Universität Basel,
Switzerland
H. O. Smith (1931 －) Johns Hopkins University School
• 按水解断裂核酸分子的不同方式分：
• 核酸外切酶：以核酸的末端为酶解部位逐个降解核苷酸 • 核酸内切酶：从核酸内部水解磷酸二酯键使之断裂
• 限制性核酸内 切酶，简称限制酶
一. 限制与修饰发展史:
1962年 Arber, W. (瑞士) 等 提出限制与修饰假说。 1968 Meselson和Yuan 发现Ⅰ型限制性酶。 1968 Smith和Wilcox 发现了Ⅱ类限制性酶并阐明其 性质。 1971 Nathans等首次制作酶切图谱。
同尾酶
• 来源和识别都不同，但酶切产生相同末 端的内切酶称为同尾酶
• 专指产生粘性未端的内切酶
5‘ G G A T C C
3’ 5‘ A G A T C T
3’
3‘ C C T A G G
5’ 3‘ T C T A G A
5’
BamH Ⅰ
Bgl Ⅱ
5‘ G 3’ 3‘ C C T A G 5’
5‘ G A
5‘
GAT ATC
3’
3‘
CTA TAG
5’
• EcoR Ⅴ (5’ ··· GAT^ ATC ··· 3’) • Hinc Ⅱ(5’ ··· GT(T/C) ^ (A/G)AC ··· 3’) • Hind Ⅱ(5’ ··· GT(T/C) ^ (A/G)AC ··· 3’) • Sca Ⅰ (5’ ··· AGT ^ ACT ··· 3’) • Sma Ⅰ (5’ ··· CCC ^ GGG ··· 3’)
• 具5‘突出未端的粘性未端
5‘ 3‘
5‘ 3‘
G AAT T C C T TAA G
EcoR Ⅰ
G 3’
5’ A A T T C
C T T A A 5’
3’ G
3’ 5’
3’ 5’
• BamH Ⅰ (5’ ··· G ^ GATCC ··· 3’) • EcoR Ⅰ (5’ ··· G ^ AATTC ··· 3’) • Hind Ⅲ (5’ ··· A ^ AGCTT ··· 3’) • Nco Ⅰ (5’ ··· C ^ CATGG ··· 3’) • Nde Ⅰ (5’ ··· CA ^ TATG ··· 3’) • Not Ⅰ (5’ ··· GC^ GGCCGC ··· 3’) • SalⅠ (5’ ··· G^ TCGAC ··· 3’) • XbaⅠ (5’ ··· T^ CTAGA ··· 3’) • XhoⅠ (5’ ··· C^ TCGAG ··· 3’)
• Cla Ⅰ • Nco Ⅰ • Nde Ⅰ • Not Ⅰ • Sac Ⅰ • Xba Ⅰ • Xho Ⅰ
有些内切酶来 源于无菌株名 的细菌
Ⅱ型内切酶识别位点序列中心对称
5‘
G AAT T C
3’
3‘
C T TAA G
5’
EcoR Ⅰ
酶切位点及酶切未端
• 平未端
5‘
GATATC
3’
3‘
CTATAG
同裂酶
• 识别同一序列且在同一位置(有时不)切 割DNA的内切酶称为同裂酶
• Hinc Ⅱ(5’ ··· GT(T/C) ^ (A/G)AC ··· 3’) Hind Ⅱ(5’ ··· GT(T/C) ^ (A/G)AC ··· 3’)
• Sma Ⅰ (5’ ··· CCC ^ GGG ··· 3’) Xma Ⅰ (5’ ··· C ^ CCGGG ··· 3’)
Eco R I Escherichia coli RY 13
G↓AATTC
Pst I Providencia stuartii 164
CTGCA↓G
BseⅡ Bacilus stearothermophilus strain 822
(HpaⅠ)
GTT↓AAC
• EcoRⅠ(E：属名；co：种名；R：株；Ⅰ：发现次 序)
of Medicine,USA
寄主控制的限制与修饰作用：
感染过A菌的噬菌体进入B几乎总是被切成小片断的现象，称限制。 寄主使它再次感染时能够有效生长而没有收到限制的现象，称修饰。
二.限制性内切酶的类型（P44）
限制性酶的类别与活性
Ⅱ型酶
Ⅲ型酶
Ⅰ型酶
蛋白结构 内切酶亚基和甲基 2 亚基的双功 3 亚基的双功能酶