核酸酶

能夠將聚核苷酸鏈的磷酸二酯鍵切斷的酶，稱為核酸酶。核酸酶屬於水解酶，作用於磷酸二酯鍵的P-O 位置。

核酸酶是在核酸分解的第一步中，作用於水解核苷酸之間的磷酸二酯鍵的一種核酸。在高等動植物中都有作用於磷酸二酯鍵的。

不同來源的核酸酶，其專一性、作用方式都有所不同。有些核酸酶只能作用於RNA，稱為核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用於DNA，稱為脫氧核糖核酸酶（DNase），有些核酸酶專一性較低，既能作用於RNA也能作用於DNA，因此統稱為核酸酶（nuclease）。根據核酸酶作用的位置不同，又可將核酸酶分為核酸外切酶（exonuclease）和核酸內切酶（endonuclease）。

基本介紹

• 中文名：核酸酶
• 外文名：nuclease
• 作用：催化磷酸二酯鍵
• 特點：專一性，降低反應活化能
• 本質：蛋白質

分類介紹

核酸外切酶

有些核酸酶能從DNA或RNA鏈的一端逐個水解下單核苷酸，所以稱為核酸外切酶。只作用於DNA的核酸外切酶稱為脫氧核糖核酸外切酶，只作用於RNA的核酸外切酶稱為核糖核酸外切酶；也有一些核酸外切酶可以作用於DNA或RNA。核酸外切酶從3′端開始逐個水解核苷酸，稱為3′→5′外切酶，例如，蛇毒磷酸二酯酶即是一種3′→5′外切酶，水解產物為5′核苷酸；核酸外切酶從5′端開始逐個水解核苷酸，稱為5′→3′外切酶，例如：牛脾磷酸二酯酶即是一種5′→3′外切酶，水解產物為3′核苷酸。

核酸內切酶

核酸內切酶催化水解多核苷酸內部的磷酸二酯鍵。有些核酸內切酶僅水解5′磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在3′位置上，稱為5′-內切酶；而有些僅水解3′-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在5′位置上，稱為3′-內切酶。還有一些核酸內切酶對磷酸酯鍵一側的鹼基有專一要求，例如胰臟核糖核酸酶（RNaseA）即是一種高度專一性核酸內切酶，它作用於由嘧啶核苷酸C‘3處的羥基與下一個核苷酸C5’處的磷酸形成的3‘，5’-磷酸二脂鍵，產物為以3′嘧啶核苷酸結尾的低聚核苷酸和以5’核苷酸開頭的低聚核苷酸。

發展歷史

20世紀70年代，在細菌中陸續發現了一類核酸內切酶，能專一性地識別並水解雙鏈DNA上的特異核苷酸順序，稱為限制性核酸內切酶（restriction endonuclease，簡稱限制酶）。當外源DNA侵入細菌後，限制性內切酶可將其水解切成片段，從而限制了外源DNA在細菌細胞內的表達，而細菌本身的DNA由於在該特異核苷酸順序處被甲基化酶修飾，不被水解，從而得到保護。

限制性核酸內切酶的研究和套用發展很快，已提純的限制性核酸內切酶有100多種，許多已成為基因工程研究中必不可少的工具酶。

限制性核酸內切酶可被分成三種類型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亞基有通過在特殊鹼基上補加甲基基團對DNA進行化學修飾的活性。

Ⅰ型和Ⅲ型酶具有限制和修飾兩種作用，而特異性弱，切割位點的序列不固定，不已知，不宜用於基因克隆中。

Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修飾DNA，能在所識別的特殊核苷酸順序內或附近切割DNA。因此，被廣泛用於DNA分子克隆和序列測定。

本質研究

關於網上描述核酸酶的本質是RNA，有一定誤區。

首先，核酸酶的本質是蛋白質。

1，如圖是核酸酶的三級結構示意圖。可以看出核酸酶是由胺基酸合成的。

2，從發展歷史上看：

RNA的催化作用是在1985年Cech等人對四膜蟲rRNA自我剪接機制地深入研究時發現的。而基因工程在1980年就成功做成世界上第一隻轉基因動物（小鼠）。也就說1980年就已經用核酸酶來切割DNA獲取目的基因了，而RNA類酶（核酶）的催化作用是在1985年才發現並提出來的。

請注意區分核酶（Ribozyme,有生物催化功能的RNA)和核酸酶（RNAse/DNAse，水解核酸的酶）