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효소enzyme 제한효소란....
2013-08-23 10:21:29
이엠생명과학연구원

제한효소

 

:DNA의 특정한 염기배열을 식별하여 두 사슬을 절단하는 엔도뉴클레아제 핵산분해효소의 하나이다. 유전공학에서 합성DNA를 만들기 위하여 사용하는 특수한 효소로 알려져 있다. 제한이란 다른 종류의 균에 있는 DNA의 침입을 받았을 때 그 DNA와 자신의 DNA를 식별하여 침입한 DNA를 분해해버리는 현상을 말하며, 그런 작용을 하는 효소를 제한효소라고 한다. 이에 반해 제한효소가 인식하는 염기배열 중의 특정한 염기를 메틸화(化)하여, 제한을 받지 않는 상태로 DNA를 일시적으로 변화시키는 현상을 수식이라고 하며, 그러한 작용을 하는 효소를 수식효소(modification enzyme)라고 한다. 자체의 DNA는 수식에 의하여 보호를 받으면서 외부에서 온 DNA는 수식을 받기 전에 절단하여 그 감염을 제한하는 일종의 방어기구라고 할 수 있다. 이러한 현상은 1960년대 초기부터 연구되어, 스위스의 미생물학자 W. 아버에 의해 박테리오파지와 대장균의 계(系)에서 규명되었으며, 70년 초기에는 미국의 미생물학자 H.O. 스미스와 D. 네이선스 등에 의하여 다시 부위특이성 제한효소의 발견 및 연구, DNA의 구조분석 등이 이루어져, 유전공학의 기초가 마련되었다. 이 업적으로 78년 노벨생리의학상이 수여되었다. 제한효소는 그 절단 양식의 특성이나 활성발현인자 등에 의해 Ⅰ?Ⅱ?Ⅲ형(型)의 3군(群)으로 크게 나뉜다.

 

Ⅰ형효소: 활성발현에 ATP?-아데노실메티오닌?마그네슘이온(Mg)을 필요로 하며 DNA 속의 인식염기배열에서 격리된 부위를 절단하지만, 그 위치는 일정하지 않다.

 

Ⅱ형효소: 유전공학에서 널리 사용되고 있는 것으로서, 활성발현에는 마그네슘이온을 필요 로 하며 DNA분자 속의 특정한 염기배열을 인식하여, 그 부위 또는 인식염기배 열에서 격리된 인접부위를 정확하게 절단한다. 또한, 이 효소의 인식염기배열은 3~6개의 2회 회전대칭구조를 취하고 있는 경우가 많다.

 

Ⅲ형효소: 활성발현에 ATP와 마그네슘이온을 필요로 하며 DNA 속의 인식염기배열에서 멀 리 떨어진 부위를 절단한다.

제한효소는 이미 200종 이상이나 발견되었으며 생산균주 고유의 특이성을 나타낸다는 점에서 생산균의 속명의 이니셜 한 글자, 종명의 이니셜 두 글자 및 주(株) 이름을 부기해서 표시되며, 동일균주가 2종 이상의 제한효소를 생산하는 경우에는 순차적으로 로마숫자를 덧붙이는 명명법이 널리 사용되고 있다. 예를 들면 대장균 Escherichia coli의 B주(株)에서 발견된 제한효소는 Eco B라고 표기되는데, 이것은 Ⅰ형효소다. 똑같은 대장균인 RY의 경우는 Eco R Ⅱ가 되며, 모든 Ⅱ형효소다.

 




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