Основные ферменты ГИ

Рестриктазы (эндодезоксирибонуклеазы) – ферменты, расщепляющие ДНК на отдельные, довольно короткие нуклеотидные последовательности. Известно около 400 рестриктаз.

Естественная функция – защита бактерии от инфекции вирусами и ограничение скрещивания между различными бактериальными видами.

Первая рестриктаза выделена в 1968г. М. Мендельсоном и Р. Юань из E. coli.

Номенклатура рестриктаз

1. К первой прописной букве названия рода добавляют две первые строчные буквы вида: E scherichia co li – Eco.

2. В случае необходимости обозначают серотип или штамм: Есо В

3. Рестриктазы, полученные из клеток одного и того же вида, обозначаются римскими цифрами в порядке их выделения: ЕсоК I.

4. Ферменты системы рестрикции-модификации в общем виде обозначаются как эндонуклеаза (R) или метилаза (М) перед названием фермента: R·HindII (Haemophilus influenzae).

5. После родо-видового названия указывается символ внехромосомного элемента, если фермент генетически локализован в геноме фага или на плазмиде. Штаммовая принадлежность тогда указывается в скобках: Eco(K)PI.

Исходя из закономерностей функционирования рестриктазы разделяют на три класса. В основе классификации: потребность в кофакторах и характер расщепления ДНК.

Рестриктазы класса I

Наиболее изучены: ЕсоК и ЕсоВ. Содержат три типа неидентичных субъединиц:α субъединица - Расщепление ДНК

β субъединица - Метилирование ДНК

γ субъединица - Узнавание специфической последовательности

Субстрат: немодифицированная двухцепочечная ДНК.

Узнаваемая последовательность: непалиндромная структура

Кофактор: АТФ (расщепление ДНК сопряжено с гидролизом АТФ)

цАМФ

Mg²⁺

Особенности: 1) узнавание строго специфичных последовательностей

2) разрыв ДНК происходит случайным образом на значительном расстоянии от участка узнавания – от 400 до 7000 пар нуклеотидов

3) продукты расщепления ДНК гетерогенны

Модель действия: 1) взаимодействие с ДНК в участке узнавания

2) осуществление АТФ-зависимой транслокации (перемещение) цепей ДНК через себя в обоих направлениях

3) Разрезание двухцепочечной ДНК при встрече двух соседних молекул фермента в районе контакта.

Гетерогенность продуктов гидролиза ДНК связана с неодновременным началом транслокации цепей ДНК и неравномерной транслокацией цепей на разных молекулах.