何谓限制性内切酶？

 

限制性内切酶是一种能够识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并在特定位置切割DNA链中的磷酸二酯键的一类酶，简称限制酶。

不同的限制性内切酶会识别不同的DNA序列，它可以在识别序列内或距识别序列不远的位置处切割DNA，酶切之后会形成不同类型的产物，如下图中的BamHI形成5’粘性末端产物，KpnI形成3’粘性末端产物，EcoRV形成平末端产物。

 

▲ BamHI、KpnI、EcoRV酶切示意图

 

众所周知，限制性内切酶最常用于分子克隆实验中。但除了克隆，它还可以应用于疫苗研发生产、基因测序、SNP鉴定、ddPCR等领域。

 

限制性内切酶的命名规则

 

限制性内切酶的命名主要是根据细菌的属名、种名、菌株或血清型、发现的顺序而定，以BstEII为例，命名规则如下表所示：

表1：限制性内切酶的命名规则
 

缩写	全名	含义
B	Bacillus	属名第一个字母
st	stearothermophilus	种名前两个字母
E	ET	株系名第一个字母
II	第二个发现	在此类细菌中发现的顺序

 

限制性内切酶的分类

 

 

根据结构的复杂程度、作用方式与辅因子的区别，限制性内切酶可分为四大类，以下内容总结了各类的特点和典型酶种：

 

1

Type Ⅰ

• 特点：

1.同时具有识别切割和修饰活性；
2.能够识别DNA特定序列，切割位点距离识别位点不定，可达数千个碱基之远；
3.作用时需要ATP。

• 典型酶种：EcoB、Ecok等

2

Type Ⅱ

• 特点：

1.只具有识别切割的作用；
2.识别序列多为短的回文序列（一般为4-8bp），酶切位点通常就是所识别序列，特异性切割；
3.作用时需要Mg²⁺；

4.分子克隆中最常用的一类限制酶。

• 典型酶种：HindII、NotI等

3

Type Ⅲ

• 特点：

1.同时具有识别切割和修饰活性；
2.切割位点大约距离识别位点24-26bp；
3.作用时需要ATP。

• 典型酶种：Hinflll等

4

Type Ⅳ

• 特点：

1.仅切割被甲基化修饰了的DNA序列；
2.切割位点距离识别位点 30 bp左右。

• 典型酶种：MrcA、McrBC等

除了以上分类，根据识别和切割位点的异同可以分为3类，如下表所示：

表2：同裂酶、异列酶和同尾酶对比

内切酶类别	特点	典型酶种
Type I	1、同时具有识别切割和修饰活性； 2、能够识别DNA特定序列，切割位点距离识别位点不定，可达数千个碱基之远； 3、作用时需要ATP。	EcoB、EcoK等
Type II	1、只具有识别切割的作用； 2、识别序列多为短的回文序列（一般为4-8bp），酶切位点通常就是所识别序列，特异性切割； 3、作用时需要Mg2+； 4、分子克隆中最常用的一类限制酶。	HindIII，NotI等
Type III	1、同时具有识别切割和修饰活性； 2、切割位点大约距离识别位点24-26bp； 3、作用时需要ATP。	HinfIII等
Type IV	1、仅切割被甲基化修饰了的DNA序列； 2、切割位点大约距离识别位点 30 bp左右。	McrA，McrBC等

 

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