限制酶







黏狀末端（sticky end）。圖為EcoRI的切位。




平滑末端（blunt end）。圖為SmaI的切位。


限制酶（英语：restriction enzyme）又稱限制內切酶或限制性內切酶（restriction endonuclease），全稱限制性核酸內切酶[1]，是一種能將雙股DNA切開的酶。切割方法是將醣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。切割形式有兩種，分別是可產生具有突出單股DNA的黏狀末端，以及末端平整無凸起的平滑末端。[2]。由於斷開的DNA片段可由另一種稱為DNA連接酶的酵素黏合，因此染色體或DNA上不同的限制片段，得以經由剪接作用而結合在一起。


限制酶在分子生物學與遺傳工程領域有廣泛的應用，此類酵素最早發現於某些品系的大腸桿菌體內，這些品系能夠「限制」噬菌體對其感染，因此得名。科學家認為限制酶是細菌所演化出來對抗病毒感染，並幫助將已殖入的病毒序列移除的機制。是限制修飾系統（restriction modification system）的一部分。約翰霍普金斯大學的丹尼爾·那森斯、漢彌爾頓·史密斯與伯克利加州大學的沃納·亞伯因為限制酶的發現及研究，而共同獲得1978年的諾貝爾生理學或醫學獎。此酵素最早的應用之一，是用來將胰島素基因轉殖到大腸桿菌，使其具備生產人類胰島素的能力。




目录






  • 1 命名


  • 2 類型


    • 2.1 第一型限制酶


    • 2.2 第二型限制酶


    • 2.3 第三型限制酶




  • 3 例子


  • 4 參考文獻


  • 5 外部連結





命名


限制酶的命名是根據細菌種類而定，以EcoRI為例：























E Escherichia （屬）
co coli （種）
R RY13 （品系）
I 首先發現 在此類細菌中發現的順序


類型


根據限制酶的結構，輔因子的需求切位與作用方式，可將限制酶分為三種類型，分別是第一型（Type I）、第二型（Type II）及第三型（Type III）。



第一型限制酶


同時具有修飾（modification）及限制性切割（restriction）的作用；另有识别（recognize）DNA上特定鹼基序列的能力，通常其切割位（cleavage site）距離识别位点（recognition site）可達數千個鹼基之遠，并不能准确定位切割位点，所以并不常用。例如：EcoB、EcoK。



第二型限制酶


只具有限制性切割的作用，修飾作用由其他酶進行。所识别的位置多為短的迴文序列（palindrome sequence）；所剪切的鹼基序列通常即為所识别的序列。是遺傳工程上，實用性較高的限制酶種類。例如：EcoRI、HindIII。



第三型限制酶


與第一型限制酶類似，同時具有修飾及识别切割的作用。可识别短的不對稱序列，切割位與识别序列約距24-26個鹼基對，并不能准确定位切割位点，所以并不常用。例如：EcoPI、HinfIII。



例子






















































































































名称 來源 识别序列 切割位点

EcoRI
Escherichia coli
 
5'GAATTC

3'CTTAAG




5'---G     AATTC---3'

3'---CTTAA     G---5'


BamHI
Bacillus amyloliquefaciens
 
5'GGATCC

3'CCTAGG




5'---G     GATCC---3'

3'---CCTAG     G---5'


HindIII
Haemophilus influenzae
 
5'AAGCTT

3'TTCGAA




5'---A     AGCTT---3'

3'---TTCGA     A---5'


TaqI
Thermus aquaticus
 
5'TCGA

3'AGCT




5'---T   CGA---3'

3'---AGC   T---5'


NotI
Nocardia otitidis
 
5'GCGGCCGC

3'CGCCGGCG




5'---GC   GGCCGC---3'

3'---CGCCGG   CG---5'


HinfI
Haemophilus influenzae
 
5'GANTC

3'CTNAG




5'---G   ANTC---3'

3'---CTNA   G---5'


Sau3A
Staphylococcus aureus
 
5'GATC

3'CTAG




5'---     GATC---3'

3'---CTAG     ---3'


PovII*
Proteus vulgaris
 
5'CAGCTG

3'GTCGAC




5'---CAG  CTG---3'

3'---GTC  GAC---5'


SmaI*
Serratia marcescens
 
5'CCCGGG

3'GGGCCC




5'---CCC  GGG---3'

3'---GGG  CCC---5'


HaeIII*
Haemophilus egytius
 
5'GGCC

3'CCGG




5'---GG  CC---3'

3'---CC  GG---5'


AluI*
Arthrobacter luteus
 
5'AGCT

3'TCGA




5'---AG  CT---3'

3'---TC  GA---5'


EcoRV*
Escherichia coli
 
5'GATATC

3'CTATAG




5'---GAT  ATC---3'

3'---CTA  TAG---5'


KpnI[3]
Klebsiella pneumonia
 
5'GGTACC

3'CCATGG




5'---GGTAC  C---3'

3'---C  CATGG---5'


PstI[3]
Providencia stuartii
 
5'CTGCAG

3'GACGTC




5'---CTGCA  G---3'

3'---G  ACGTC---5'


SacI[3]
Streptomyces achromogenes
 
5'GAGCTC

3'CTCGAG




5'---GAGCT  C---3'

3'---C  TCGAG---5'


SalI[3]
Streptomyces albue
 
5'GTCGAC

3'CAGCTG




5'---G  TCGAC---3'

3'---CAGCT  G---5'


SphI[3]
Streptomyces phaeochromogenes
 
5'GCATGC

3'CGTACG




5'---G  CATGC---3'

3'---CGTAC  G---5'


XbaI[3]
Xanthomonas badrii
 
5'TCTAGA

3'AGATCT




5'---T  CTAGA---3'

3'---AGATC  T---5'

* = 平滑末端（blunt ends）


參考文獻





  1. ^ 高中《生物》選修 3 - 生物技術前沿，人民教育出版社


  2. ^ http://nar.oxfordjournals.org/cgi/content/full/31/7/1805


  3. ^ 3.03.13.23.33.43.5 Molecular cell biology. Lodish, Harvey F. 5. ed. : - New York : W. H. Freeman and Co., 2003, 973 s. b ill. ISBN 0-7167-4366-3




外部連結



  • Restriction Enzyme Digestion of DNA Protocol


  • Restriction enzyme tools[永久失效連結]

  • Restriction enzymes: protein data bank molecule of the month


  • REBASE - The Restriction Enzyme Database

  • Restriction enzyme finder


  • pDRAW32 - Freeware software for restriction analysis


  • WatCut - An online tool for restriction analysis


  • Restriction digest of DNA - Online tool, free source code (PHP)


  • Restriction Homepage - Six different tools


  • Restriction Endonucleases: Molecular Scissors for Specifically Cutting DNA - a review from the Science Creative Quarterly

  • Type I Restriction-Modification Systems - Home Page


  • MeSH（醫學主題詞）上面的DNA+Restriction+Enzymes（美式英语）


































  • 查

  • 论

  • 编



水解酶：酯酶类（EC 3.1）


3.1.1：羧酸酯水解酶类

胆碱酯酶（乙酰胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶（英语：Butyrylcholinesterase）） · 果胶酯酶 · 6-磷酸葡萄糖酸内酯酶 · 血小板活化因子乙酰水解酶

脂肪酶（胆盐依赖性脂酶、胃脂肪酶/舌脂肪酶、胰脂肪酶、溶酶体酸性脂肪酶、激素敏感性脂肪酶、内皮脂肪酶、肝脂肪酶、脂蛋白脂肪酶、单酰基甘油脂肪酶、二酰基甘油脂肪酶）


磷脂酶（A1、A2、B）


角质酶（英语：Cutinase） · PET酶

3.1.2：硫酯水解酶类

棕榈酰蛋白硫酯酶 · 泛素C端水解酶L1
磷酸酶












3.1.3： 磷酸单酯水解酶类

碱性磷酸酶（ALPI、ALPL、ALPP） · 酸性磷酸酶（前列腺酸性磷酸酶）/抗酒石酸酸性磷酸酶/紫色酸性磷酸酶 · 核苷酸酶 · 葡萄糖6-磷酸酶 · 果糖1,6-二磷酸酶 · 钙调磷酸酶 · 磷蛋白磷酸酯酶（PP2） · OCRL · 丙酮酸脱氢酶磷酸酶 · 磷酸果糖激酶2 · PTEN · 植酸酶 · 磷酸肌醇磷酸酶（IMPA1）
磷蛋白磷酸酶：蛋白酪氨酸磷酸酶 · 蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶 · 双特异性磷酸酶

3.1.4：磷酸二酯水解酶类

自分泌运动因子 · 磷脂酶（磷脂酶C、磷脂酶D） · 鞘磷脂磷酸二酯酶（1) · PDE1 · PDE2 · PDE3 · PDE4A/PDE4B · PDE5 · 卵磷脂酶（产气荚膜梭菌α毒素） · 环核苷酸磷酸二酯酶



3.1.6：硫酸酯酶类

芳基硫酸酯酶（芳基硫酸酯酶A、芳基硫酸酯酶B、芳基硫酸酯酶E、类固醇硫酸酯酶） · 氨基半乳糖-6硫酸酯酶 · 艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶 · N-乙酰氨基葡萄糖-6-硫酸酯酶

核酸酶（包含
脱氧核糖核酸酶
及核糖核酸酶）











3.1.11-3.1.16：外切酶











脱氧核糖核酸外切酶
RecBCD
核糖核酸外切酶
寡核苷酸酶


3.1.21-3.1.31：内切酶
















脱氧核糖核酸内切酶

脱氧核糖核酸内切酶Ⅰ · 脱氧核糖核酸内切酶Ⅱ · 脱氧核糖核酸内切酶Ⅳ · 限制性内切酶 · UvrABC核酸内切酶
核糖核酸内切酶

RNaseⅢ · RNase H（1、2A、2B、2C） · RNase P · RNase A （1、2、3、4/5） · RNase T1 · RNA誘導沉默複合體
作用于脱氧核糖核酸或核糖核酸

曲霉属核酸酶S1 · 微球菌核酸酶





EC 1.1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22
 ·
2.1/2/3/4/5/6/7(2.7.10/11-12)/8/9
 ·
3.1/2/3/4(3.4.21/22/23/24)/5/6/7/8/9/10/11/12/13
 ·


4.1/2/3/4/5/6 · 5.1/2/3/4/5/99 · 6.1-3（英语：Template:Ligases CO CS and CN）/4/5-6



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