Биотехнология. Том 17 - Янулайтис А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В настоящем обзоре термины специфические эндонуклеазы и рестриктазы будут использоваться как синонимы, имея в виду только их энзиматические свойства, а не биологическую функцию.
Номенклатуру для систем рестрикции-модификации и их ферментов предложили Смит и Натане [353]. Она включает следующие правила.
1. Название рода и вида микроорганизма обозначается тремя латинскими буквами — первой буквой названия рода и первыми двумя буквами названия вида, например, Escherichia со-li — Eco, Bacillus amyloliquefaciens — Bam.
2. За родо-видовым обозначением следует обозначение штамма, например: ЕсоВ, ЕсоК- В том случае, если система рестрикции-модификации контролируется генами вируса или плазмиды, указывается символ нехромосомного элемента, например, EcoR. Если необходимо указать и штамм, и нехромосомный элемент, обозначение штамма приводится в скобках, например, Есо(В)Р.
3. Если один штамм содержит несколько различных систем рестрикции-модификации, они обозначаются римскими цифрами Hind I, Hind II, Hind III и т. д.
Для сокращенного обозначения рестриктаз предлагается их обозначать буквой R, а модифицирующие метилазы — буквой М, которые предшевствуют названию системы рестрикции-модификации, например, эндонуклеаза R-EcoB и метилаза M-ЕсоВ. Названия этих ферментов могут быть сокращены до endo R-EcoB и methM-EcoB.
Согласно вышеизложенной номенклатуре, трехбуквенные названия ферментов, выделенных из различных штаммов одного и того же вида, совпадают. Именно во избежание путаницы в названия рестриктаз было введено буквенное обозначение штамма-источника фермента (ЕсоК, ЕсоВ). В дальнейшем такую же функцию стал выполнять музейный номер культуры, например: Bsul076, Bsul114, Bsul247 [342].
Робертс [314] для обозначения рестриктаз, выделяемых из штаммов одного и того же вида, предложил в сокращенном названии сохранить первые две буквы (первые буквы из названия рода и вида), а вторую букву из названия вида заменить иа следующую. Согласно этой номенклатуре ферменты, обнаруженные в различных штаммах микроорганизмов вида Мога-xella nonliquefaciens, следует называть Mno I, Mnn I и т. д.
'В настоящее время названия рестриктаз, выделенных из штаммов одного вида, образуются как по правилам Смита и
Натанса [353], так и Робертса [314]. Следует указать, что предложения Робертса применимы и в другом случае, а именно в том, когда при образовании названия новой рестриктазы по правилам Смита и Натанса [353] обнаруживается, что оно совпадает с уже существующим для описанной рестриктазы, но выделенной из другого вида микроорганизма. Например, рестриктаза, обнаруженная у Haemophilus haemoglobinophilus, должна была быть названа Hha I, но это название уже имела рестриктаза из Haemophilus haemolyticus, поэтому новая рестриктаза была названа Hhg [314].
На основании субъединичной структуры и потребности в кофакторах рестриктазы сначала были разделены на два типа [89]. В результате дальнейших исследований появились дополнительные критерии для классификации ферментов рестрикции. Был идентифицирован третий тип специфических эндонуклеаз [201, 307]. Основные свойства ферментов всех трех типов приведены в табл. 1, позаимствованной из обзора Юана [417]. Эта таблица представлена с незначительными дополнениями, касающимися новых сведений о субстратной специфичности сравниваемых ферментов рестрикции, отнесенных к разным типам [212, 292, 293, 319]. Включение в нее данных о модифицирующих метилазах является неизбежным, так как ферменты I и III типов представляют собой бифункциональные сложные белки, проявляющие как рестриктазную, так и ме-тилазную активность [157, 201, 307, 325, 418]. Кроме того, ферменты I типа обладают ярко выраженной АТФазной активностью [134, 418].
В табл. 1 даны исчерпывающие характеристики сравниваемых типов ферментов. Поэтому подробно они не будут обсуждаться.
В работах, посвященных изучению наиболее многочисленной группы эндонуклеаз, которые по своей субстратной специфичности могли бы быть отнесены к рестриктазам II типа, в основном их характеристика ограничивается определением узнаваемого участка, места расщепления субстрата и определением потребности в ионах магния. По мере накопления информации о типах построения узнаваемых участков выявилась определенная гетерогенность этой группы ферментов. Так рестриктазы, узнающие ассимметрическую последовательность нуклеотидов и расщепляющие ДНК в стороне от нее, обозначены IIS [364]. Закономерно вставал вопрос о том, что еще большая гетерогенность могла бы быть обнаружена при изучении других дифференцирующих признаков, например, структурной организации и реакции на другие кроме ионов магния кофакторы (АТФ, Адо-мет).
В последнее время были проведены эксперименты, давшие положительный ответ на поставленные вопросы и позволившие выявить ферменты нового типа [43, 288, 289]. Эти ферменты —
Характеристика ферментов рестрикции — модификации [417]
Таблица 1
п/п Признак I Тнп 11 III
