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结合脱氧核糖核酸DNA的酶的介绍

2022.10.05

  核酸酶和连接酶:核酸酶是能够切割DNA链的酶,因为它们催化磷酸二酯键的水解。从位于DNA链末端的核苷酸开始水解DNA的核酸酶称为核酸外切酶。另一方面,直接切入DNA链的那些是内切核酸酶。分子生物学中使用最广泛的核酸酶,称为限制性内切酶,以切割特定序列的DNA。在自然界中,这种酶通过在进入细菌细胞时消化噬菌体DNA来保护细菌免受噬菌体感染。通常,限制性核酸酶识别特定的回文核苷酸序列,称为限制性位点。这些酶广泛用于涉及在载体内亚克隆DNA的技术中。

  DNA连接酶:是能够使用来自ATP或NAD的化学能将先前切割或断裂的DNA链聚集在一起的酶。连接酶在DNA滞后链复制中特别重要,因为它们将冈崎碎片组合成DNA链。连接酶在DNA修复和基因重组中也发挥重要作用。

  拓扑异构酶和解旋酶: 拓扑异构酶是具有活性核酸酶和连接酶的酶。这些酶能够改变DNA的拓扑特性。它们中的一些通过切割DNA螺旋并允许其旋转,降低其超螺旋程度,然后通过连接酶将两端连接。另一方面,其它拓扑异构酶能够在连接断裂的DNA链之前,切断螺旋,并允许第二个螺旋通过断裂部位。拓扑异构酶是许多涉及DNA的过程所必需的,例如DNA复制和转录。解旋酶是能够利用核苷三磷酸中存在的化学能的蛋白质,尤其是ATP,以破坏核碱基之间形成的氢键,从而允许DNA的双螺旋打开成单链。

  聚合酶:聚合酶是从核苷三磷酸合成多核苷酸链的酶。它们通过向链上存在的先前核苷酸的3'-OH添加核苷酸起作用。因此,所有聚合酶都以5'  -3'方向起作用。DNA复制需要DNA依赖的DNA聚合酶,实现DNA序列的完美拷贝。有些DNA聚合酶具有校对功能,能够检测含氮碱基之间的错配错误并激活3'或5'外切核酸酶作用以去除不正确的碱基。 在大多数生物体中,DNA聚合酶在称为replisoma的较大蛋白质复合物中起作用,该复合体由许多酶例如解旋酶组成 [20] 。 RNA依赖的DNA聚合酶是使用RNA片段作为模板合成DNA的特殊类聚合酶,包括逆转录酶(一种参与逆转录病毒感染的病毒酶)和端粒酶(它是端粒复制所必需的)。 与DNA依赖性DNA聚合酶一样,这些RNA依赖的DNA聚合酶也在由辅助分子和调节分子组成的广泛蛋白质复合物中起作用。

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