РЕСТРИКТАЗЫ (эндодезоксирибонуклеазы рестрикции), ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролиз фос-фодиэфирных связей чужеродных ДНК в большинстве про-кариотических (бактерии и синезеленые водоросли) и некоторых др. организмах и выполняющие тем самым "иммунную" функцию.

Распознавание чужеродной ДНК осуществляется в специ-фич. нуклеотидных последовательностях (сайтах), которые в собственной ДНК клетки "отмечены" благодаря модификации (чаще всего метилированию) спец. ферментами (например, метилазами); иногда такой модифицирующей активностью обладают и сами РЕСТРИКТАЗЫ

По принятой номенклатуре РЕСТРИКТАЗЫ обычно обозначают сокращенным назв. их продуцента, в котором первая буква-начальная буква назв. рода, две следующие-начальные буквы назв. вида и последующие - обозначение штамма и номера выделенной из него РЕСТРИКТАЗЫ, например: HindIII—третья РЕСТРИКТАЗЫ из Наето-philus influenzae d.

РЕСТРИКТАЗЫ подразделяют на 3 класса. К первому классу принадлежат ферменты (например, ЕсоК из Escherichia coli К12), узнающие специфический последовательность сайта, но разрывающие нить ДНК в произвольной точке (по-видимому, после образования комплекса с ДНК фермент неспецифически взаимодействие с удаленной областью ДНК или передвигается вдоль нити ДНК). Ко второму классу принадлежат ферменты (например, EcoRI), расщепляющие ДНК в строго определенной точке но отношению к сайту узнавания. К третьему классу относят ферменты промежуточные типа (например, EcoPI), разрывающие нить ДНК в несколько точках на разном удалении от сайта узнавания.

Наиб. значение имеют РЕСТРИКТАЗЫ второго класса, широко применяемые в генетической инженерии и при установлении структуры ДНК. Эти ферменты (молекулярная масса, рН оптим. каталитических активности и рI значительно варьируют в зависимости от источника) расщепляют обе нити ДНК. При этом разрыв осуществляет иногда одна молекула РЕСТРИКТАЗЫ в обеих нитях, иногда-две молекулы фермента (каждая атакует лишь одну нить, как, например, EcoRI). В большинстве случаев 3", 5"-фосфодиэфирные связи в ДНК расщепляются с образованием 5"-фосфатов на месте разрыва молекулы (см. Нуклеиновые кислоты), лишь немногие РЕСТРИКТАЗЫ (например, Nсil) образуют фрагменты с 3"-фосфатными группами. Все РЕСТРИКТАЗЫ второго класса-Mg²⁺-зависимые ферменты. Для некоторых РЕСТРИКТАЗЫ (например, EcoRI) установлена первичная структура.

Расщепление ДНК происходит обычно в пределах сайта узнавания, редко-на определенном расстоянии от него. При этом образуются фрагменты ДНК либо с ровными (тупыми) концами, либо с выступающими (липкими) 5"- или З"-концами (см. рис.). РЕСТРИКТАЗЫ с одинаковыми сайтами узнавания называют изошизомерами.

Схема расщепления ДНК разными рестриктазами: А, С, G и Т-соответственно дезок-сиаденозин, дезоксицитидин, дезоксигуанозин и дезокситимидин; N-любой дезоксинуклеозид, ферменты; 1-HalIII, 2-EcoI, 3-BglI, 4-HgaI.

Применение РЕСТРИКТАЗЫ второго класса позволяет вырезать из ДНК определенные фрагменты, а также встраивать их в заданные места векторных молекул ДНК, т. е. направленно конструировать молекулы с новой генетич. информацией.

Литература: Корнбсрг А., Синтез ДНК, пер. с англ., М., 1977, с. 298-305; Баев А. А., Таняшин В.И., Федор И., в сб.: Итоги науки и техники, сер. Молекулярная биология, т. 12, ч. 1. Генетическая инженерия, М., 1979; Kessler Оh, Neumaier P.S, Wolf W., "Gene", 1985, v. 33, № 1, p. 1-102.

А.И.Гуревич.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей