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

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  1 命名
  


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  2 類型
  
  
  
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    2.1 第一型限制酶
    
  
  
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    2.2 第二型限制酶
    
  
  
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    2.3 第三型限制酶
    
  
  
  
  


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  3 例子
  


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  4 參考文獻
  


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  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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