Types of Restriction Endonucleases

Restriction enzymes are traditionally classified into four types on the basis of subunit composition, cleavage position, sequence specificity and cofactor requirements. However, amino acid sequencing has uncovered extraordinary variety among restriction enzymes and revealed that at the molecular level, there are many more than four different types.

Type I enzymes are complex, multisubunit, combination restriction-and-modification enzymes that cut DNA at random far from their recognition sequences. Originally thought to be rare, we now know from the analysis of sequenced genomes that they are common. Type I enzymes are of considerable biochemical interest, but they have little practical value since they do not produce discrete restriction fragments or distinct gel-banding patterns.

Enzim restriksi secara tradisional diklasifikasikan menjadi empat jenis berdasarkan komposisi subunit, posisi belahan dada, urutan spesifisitas dan persyaratan kofaktor. Namun, asam amino sequencing telah menemukan berbagai luar biasa antara enzim restriksi dan mengungkapkan bahwa pada tingkat molekuler, ada banyak lebih dari empat jenis yang berbeda. Tipe I enzim yang kompleks, enzim multisubunit, kombinasi pembatasan-dan-modifikasi yang memotong DNA secara acak jauh dari urutan pengakuan mereka. Awalnya dianggap langka, sekarang kita tahu dari analisis genom sequencing bahwa mereka adalah umum. Tipe I enzim yang menarik biokimia yang cukup besar, tetapi mereka memiliki nilai praktis kecil karena mereka tidak menghasilkan fragmen restriksi diskrit atau pola gel-pita yang berbeda.

Type II enzymes cut DNA at defined positions close to or within their recognition sequences. They produce discrete restriction fragments and distinct gel banding patterns, and they are the only class used in the laboratory for routine DNA analysis and gene cloning. Rather than forming a single family of related proteins, Type II enzymes are a collection of unrelated proteins of many different sorts. Type II enzymes frequently differ so completely in amino acid sequence from one another, and indeed from every other known protein, that they exemplify the class of rapidly evolving proteins that are often indicative of involvement in host-parasite interactions.

Tipe II enzim memotong DNA pada posisi yang ditentukan dekat atau dalam urutan pengakuan mereka. Mereka menghasilkan fragmen restriksi diskrit dan pola pita gel yang berbeda, dan mereka adalah satu-satunya kelas yang digunakan di laboratorium untuk analisis DNA rutin dan kloning gen. Daripada membentuk satu keluarga protein terkait, Tipe II enzim adalah kumpulan protein yang tidak terkait dari berbagai macam yang berbeda. Tipe II enzim sering berbeda sehingga benar-benar di urutan asam amino dari satu sama lain, dan memang dari setiap protein lain yang dikenal, bahwa mereka memberikan contoh kelas protein yang sering indikasi keterlibatan dalam interaksi host-parasit yang berkembang pesat.

The most common Type II enzymes are those like HhaI (NEB #R0139), HindIII (NEB #R0104), and NotI (NEB #R0189), that cleave DNA within their recognition sequences. Enzymes of this kind are the principal ones available commercially. Most recognize DNA sequences that are symmetric, because they bind to DNA as homodimers, but a few, (e.g., BbvCI (NEB #R0601): CCTCAGC) recognize asymmetric DNA sequences, because they bind as heterodimers. Some enzymes recognize continuous sequences (e.g., EcoRI (NEB #R0101): GAATTC) in which the two half-sites of the recognition sequence are adjacent, while others recognize discontinuous sequences (e.g., BglI (NEB#R0144): GCCNNNNNGGC) in which the half-sites are separated. Cleavage leaves a 3´-hydroxyl on one side of each cut and a 5´-phosphate on the other. They require only magnesium for activity and the corresponding modification enzymes require only S-adenosylmethionine.

Yang paling umum tipe II enzim adalah mereka seperti HhaI (NEB # R0139), HindIII (NEB # R0104), dan NotI (NEB # R0189), bahwa DNA membelah dalam urutan pengakuan mereka. Enzim semacam ini adalah orang-orang utama yang tersedia secara komersial. Kebanyakan mengakui urutan DNA yang simetris, karena mereka mengikat DNA sebagai homodimers, tetapi beberapa, (misalnya, BbvCI (NEB # R0601): CCTCAGC) mengakui urutan DNA asimetris, karena mereka mengikat sebagai heterodimer. Beberapa enzim mengenali urutan terus menerus (misalnya, EcoRI (NEB # R0101): GAATTC) di mana dua setengah-situs urutan pengakuan berdekatan, sementara yang lain mengenali urutan terputus (misalnya, BglI (NEB # R0144): GCCNNNNNGGC) di mana setengah-situs dipisahkan. Pembelahan meninggalkan 3'-hidroksil pada satu sisi masing-masing dipotong dan 5'-fosfat di sisi lain. Mereka hanya membutuhkan magnesium untuk kegiatan dan enzim modifikasi sesuai hanya membutuhkan S-adenosylmethionine.

They tend to be small, with subunits in the 200-350 amino acid range.The next most common Type II enzymes, usually referred to as ‘Type IIS" are those like FokI (NEB #R0109) and AlwI (NEB #R0513) that cleave outside of their recognition sequence to one side. These enzymes are intermediate in size, 400-650 amino acids in length, and they recognize sequences that are continuous and asymmetric. They comprise two distinct domains, one for DNA binding, the other for DNA cleavage. They are thought to bind to DNA as monomers for the most part, but to cleave DNA cooperatively, through dimerization of the cleavage domains of adjacent enzyme molecules. For this reason, some Type IIS enzymes are much more active on DNA molecules that contain multiple recognition sites.

Mereka cenderung kecil, dengan subunit dalam kisaran asam amino 200-350. Berikutnya Jenis paling umum II enzim, biasanya disebut sebagai 'Jenis IIS "orang-orang seperti FokI (NEB # R0109) dan Alwi (NEB # R0513) yang membelah di luar urutan pengakuan mereka ke satu sisi. Enzim ini antara dalam ukuran, 400-650 asam amino panjang, dan mereka mengakui urutan yang terus menerus dan asimetris. mereka terdiri dari dua domain yang berbeda, satu untuk DNA mengikat, yang lainnya untuk pembelahan DNA. mereka diduga mengikat DNA sebagai monomer untuk sebagian besar, tapi memotong DNA kooperatif, melalui dimerisasi dari domain pembelahan molekul enzim yang berdekatan. untuk alasan ini, beberapa Jenis IIS enzim jauh lebih aktif pada molekul DNA yang mengandung beberapa situs pengakuan.

Type IIG restriction enzymes, the third major kind of Type II enzyme, are large, combination restriction-and-modification enzymes, 850-1250 amino acids in length, in which the two enzymatic activities reside in the same protein chain. These enzymes cleave outside of their recognition sequences and can be classified as those that recognize continuous sequences (e.g., AcuI (NEB #R0641): CTGAAG) and cleave on just one side; and those that recognize discontinuous sequences (e.g., BcgI (NEB #R0545): CGANNNNNNTGC) and cleave on both sides releasing a small fragment containing the recognition sequence. The amino acid sequences of these enzymes are varied, but their organization is consistent.

They comprise an N-terminal DNA-cleavage domain joined to a DNA-modification domain and one or two DNA sequence-specificity domains forming the C-terminus or present as a separate subunit. When these enzymes bind to their substrates, they switch into either restriction mode to cleave the DNA, or modification mode to methylate it.

Tipe IIG enzim restriksi, jenis utama ketiga enzim Tipe II, besar, kombinasi enzim restriksi-dan-modifikasi, 850-1250 asam amino panjang, di mana dua kegiatan enzimatik berada dalam rantai protein yang sama. Enzim ini membelah di luar urutan pengakuan mereka dan dapat diklasifikasikan sebagai orang-orang yang mengakui urutan terus menerus (misalnya, AcuI (NEB # R0641): CTG AAG) dan membelah hanya pada satu sisi; dan orang-orang yang mengakui urutan terputus (misalnya, BcgI (NEB # R0545): CGANNNNNNTGC) dan membelah di kedua sisi merilis sebuah fragmen kecil yang berisi urutan pengakuan. Urutan asam amino dari enzim ini bervariasi, tetapi organisasi mereka konsisten. Mereka terdiri dari sebuah domain DNA-cleavage N-terminal bergabung ke domain DNA-modifikasi dan satu atau dua DNA urutan-kekhususan domain membentuk C-terminus atau hadir sebagai subunit terpisah. Ketika enzim ini mengikat substrat mereka, mereka beralih ke mode baik pembatasan untuk membelah DNA, atau modus modifikasi untuk methylate itu.

Type III enzymes are also large combination restriction-and-modification enzymes. They cleave outside of their recognition sequences and require two such sequences in opposite orientations within the same DNA molecule to accomplish cleavage; they rarely give complete digests. Type IV enzymes recognize modified, typically methylated DNA and are exemplified by the McrBC and Mrr systems of E. coli.

Jenis enzim III juga kombinasi besar pembatasan-dan-modifikasi enzim. Mereka membelah di luar urutan pengakuan mereka dan memerlukan dua urutan seperti dalam orientasi yang berlawanan dalam molekul DNA yang sama untuk mencapai belahan dada; mereka jarang memberikan mencerna lengkap. Enzim tipe IV mengakui dimodifikasi, biasanya DNA alkohol dan dicontohkan oleh McrBC dan MRR sistem E. coli.

Post a Comment

Artikel Terkait Tips Motivasi