工具酶 百科内容来自于: 百度百科

基因工程涉及众多的工具酶可粗略的分为限制酶,连接酶,聚合酶,核酸酶和修饰酶五大类。其中,以限制性核酸内切酶和DNA连接酶在分子克隆中的作用最为突出。

DNA限制性内切酶:

生物体内能识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。它是可以将外来的DNA切断的酶,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶(简称限制酶)
限制性内切酶有Ⅰ型和Ⅱ型限制性DNA内切酶之分,Ⅱ型能严格识别核酸序列,并在识别区内特定的核苷酸处切开DNA双链。故通常所指都是Ⅱ型限制性DNA内切酶。识别分四核苷酸,五核苷酸,八核苷酸和六核苷酸,其中以六核苷酸为主,其序列旋转对称。切口分黏性末端和平末端,产生3′-OH和5′-P末端。内切酶品种多,使用时应注意温度、缓冲液用量(一般1μg DNA/2-5单位酶)等反应条件。

连接酶:

它是一种封闭DNA链上缺口酶,借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5'-PO4与另一DNA链的3'-OH生成磷酸二酯键。但这两条链必须是与同一条互补链配对结合的(T4DNA连接酶除外),而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。
连接酶有T4噬菌体DNA连接酶、T4噬菌体RNA连接酶、大肠埃希菌DNA连接酶等。DNA连接酶可连接平端,也连接粘端。反应需有Mg 2+和ATP存在,pH7.5-7.6。最适温度37℃,30℃以下活性明显下降,但考虑到被连接DNa 的稳定性和粘性末端的退火温度,一般平端连接用20-25℃,粘端连接用12℃左右。
聚合酶有DNA聚合酶(以DNA为模板合成DNA大肠埃希菌DNA聚合酶Ⅰ,大肠埃希菌DNA聚合酶Ⅰ大片段(Klenow大片段),T4或T7噬菌体DNA聚合酶等);RNA聚合酶(以DNA为模板合成RNA,T7或T3噬菌体RNA聚合酶);逆转录酶(以RNA为模板合成DNA,除RNA病毒中发现外,发现大肠埃希菌DNA聚合酶Ⅰ和Taq DNA聚合酶都有逆转录活性)。
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ具有5′→3′聚合酶活性和5′→3′,3′→5′外切酶活性。Klenow片段是DNA聚合酶Ⅰ被枯草杆菌酶作用产生的一个大片段,有5′→3′聚合酶和3′→5′外切酶活性,无5′→3′外切酶活性。可用于缺口翻译(Nick translation)法标记核酸,也可用于DNA序列测定,修补DNA链等。

聚合酶:

又称DNA聚合酶。系专司生物催化合成脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的一类酶的统称。
可分为以下几个类群:(1)依赖DNA的DNA聚合酶;(2)依赖RNA的DNA聚合酶;(3)依赖DNA的RNA聚合酶;(4)依赖RNA的RNA聚合酶。前两者是DNA聚合酶,它使DNA复制链按模板顺序延长。如在原核生物中仅就大肠杆菌中已被发现的就有三种(分别简称为P01Ⅰ,P01Ⅱ和P01Ⅲ等);DNA聚合酶只能在有引物的基础上,即在DNA或RNA引物的3′-OH延伸,这DNA的合成方向记为5′→3′。换言之DNA聚合酶催化反应除底物(αNTP)外,还需要Mg2+、模板DNA和引物,迄今细胞内尚无发现可从单体起始DNA的合成。同样,上述(3)和(4)是催化RNA生物合成反应中最主要的RNA合成酶,它们以四种三磷酸核糖核苷(NTP)为底物,并需有DNA模板以及Mn 2+及Mg 2+的存在下,在前一个核苷酸3′-OH与下一个核苷酸的5′-P聚合形成3′,5′-磷酸二酯键,其新生链的方向也是5′→3′。RNA聚合酶也大量存在于原核和真核生物的细胞中。如大肠杆菌RNA聚合酶分子量4.8×105,由5条多肽链组成,分别命名为α,α,β,β′,和γ,全酶可用α2ββ′λ表示。真核生物RNA聚合酶分子大于5×105,由10~12个大小不等亚基组成。聚合酶除作为自然界生命活动中不可缺少的组分外,在实验室中大多用作生命科学研究的工具酶类之一。

核酸酶:

核酸酶有DNase、RNase、核酸酶S1等,可水解相应的DNA和RNA,核酸酶S1可降解单链DNA和RNA,用量增大也可降解双链核酸。它可用于切去ds-cDNA合成中产生的发夹环。
末端转移酶在Mg 2+存在下,选择3′-OH端单链DNA为引物加成核苷酸,在Co 2+存在下,选择3′-OH端双链DNA为引物加成核苷酸,形成多聚核苷酸尾。常用于核酸末端标记和核酸连接的互补多聚尾(连接器)。

修饰酶:

体内有些酶可在其他酶的作用下,将酶的结构进行共价修饰,使该酶活性发生改变,这种调节称为共价修饰调节(covalent modification regulation),这类酶称为修饰酶(prosessing enzyme)。
碱性磷酸酶去除5′-P,可防止二分子DNA片段5′端P基团自身空间障碍,影响DNA分子之间的连接,一般用碱性磷酸酶处理载体DNA除去5′端P基团,在连接酶作用下目的基因的5′端P先与载体3′端OH连接,再通过复制修复另一条链,使二条链完全连接。该方法大大提高了连接效率。
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- 来自原声例句
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