限制性內(nèi)切酶的主要功能是保護(hù)細(xì)菌不受噬菌體的感染，這一觀點(diǎn)已被人們廣泛接受。它們作為微生物免疫機(jī)制的一部分行使其功能。當(dāng)一個(gè)沒(méi)有限制性內(nèi)切酶的細(xì)菌被病毒感染時(shí)，大部分病毒顆粒都能成功地進(jìn)行感染。然而一個(gè)有限制性內(nèi)切酶的同種細(xì)菌被成功感染的比率顯著下降。出現(xiàn)更多的限制性內(nèi)切酶將會(huì)起到多重保護(hù)作用;而一個(gè)擁有4到5種各自獨(dú)立的限制性內(nèi)切酶將會(huì)使細(xì)胞堅(jiān)不可摧。

限制性內(nèi)切酶常常伴隨一到兩種修飾酶（甲基化酶）出現(xiàn)。后者的作用是保護(hù)細(xì)胞自身的DNA不被限制性內(nèi)切酶破壞。修飾酶識(shí)別的位點(diǎn)與相應(yīng)的限制性內(nèi)切酶相同，但只甲基化每條鏈中的一個(gè)堿基，而不是切開DNA鏈。限制性內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)處的甲基基團(tuán)伸入到雙螺旋的大溝中去，阻礙了限制性內(nèi)切酶的作用。這樣，限制性內(nèi)切酶和它的"搭檔"--甲基化酶一起就構(gòu)成了限制-修飾（R-M）系統(tǒng)。在一些R-M系統(tǒng)中，限制性內(nèi)切酶和修飾酶是兩種不同的蛋白，它們各自獨(dú)立行使自己的功能;而在另一些系統(tǒng)中，兩種功能由同一種限制-修飾酶的不同亞基，或是同一亞基的不同結(jié)構(gòu)域來(lái)執(zhí)行。

傳統(tǒng)上將限制性內(nèi)切酶按照亞基組成、酶切位置、識(shí)別位點(diǎn)、輔助因子等因素劃分為三大類。然而，蛋白測(cè)序的結(jié)果表明，限制性內(nèi)切酶的變化多種多樣，若從分子水平上分類，則應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這三種。

I型限制性內(nèi)切酶是一類兼有限制性內(nèi)切酶和修飾酶活性的多個(gè)亞基的蛋白復(fù)合體。它們?cè)谧R(shí)別位點(diǎn)很遠(yuǎn)的地方任意切割DNA鏈。以前人們認(rèn)為I型限制性內(nèi)切酶很稀有，但現(xiàn)在通過(guò)對(duì)基因組測(cè)序的結(jié)果發(fā)現(xiàn)這一類酶其實(shí)很常見;盡管I型酶在生化研究中很有意義，但由于不產(chǎn)生確定的限制片段和明確的跑膠條帶，因而不具備實(shí)用性。

II型酶在其識(shí)別位點(diǎn)之中或臨近的確定位點(diǎn)特異地切開DNA鏈。它們產(chǎn)生確定的限制片段和跑膠條帶，因此是三類限制性內(nèi)切酶中*用于DNA分析和克隆的一類。II型限制性內(nèi)切酶由一群性狀和來(lái)源都不盡相同的蛋白組成，因而任意一種限制性內(nèi)切酶的氨基酸序列可能與另一種限制性內(nèi)切酶的氨基酸序列截然不同。實(shí)際上，從已知的情況上看，這些酶很可能是在進(jìn)化過(guò)程中各自獨(dú)立產(chǎn)生的，而非來(lái)源于同一個(gè)祖先。

II型限制性內(nèi)切酶中zui普遍的是象Hha I、Hind III和Not I這樣在識(shí)別序列中進(jìn)行切割的酶。這一類酶是構(gòu)成商業(yè)化酶的主要部分。大部分這類酶都以同二聚體的形式結(jié)合到DNA上，因而識(shí)別的是對(duì)稱序列;但有極少的酶作為單聚體結(jié)合到DNA上，識(shí)別非對(duì)稱序列。一些酶識(shí)別連續(xù)的序列（如EcoR I識(shí)別GAATTC）;而另一些識(shí)別不連續(xù)的序列（如Bgl I識(shí)別GCCNNNNNGGC）。限制性內(nèi)切酶的切割后產(chǎn)生一個(gè)3"羥基端和一個(gè)5"磷酸基團(tuán)。它們的活性要求鎂離子，而相應(yīng)的修飾酶則需要S-甲硫氨酸腺苷的存在。這些酶一般都比較小，亞基一般都在200-300個(gè)氨基酸左右。

另一種比較常見的酶是所謂的IIS型酶，比如Fok I和Alw I，它們?cè)谧R(shí)別位點(diǎn)之外切開DNA。這些酶的大小居中，約為400-650個(gè)氨基酸左右;它們識(shí)別連續(xù)的非對(duì)稱序列，有一個(gè)結(jié)合識(shí)別位點(diǎn)的域和一個(gè)專門切割DNA的功能域。一般認(rèn)為這些酶主要以單體的形式結(jié)合到DNA上，但與臨近的酶結(jié)合成二聚體，協(xié)同切開DNA鏈。因此一些IIS型的酶在切割有多個(gè)識(shí)別位點(diǎn)的DNA分子時(shí)，活性可能更高。

第三種II型限制性內(nèi)切酶（有時(shí)也被稱為IV型限制性內(nèi)切酶）是一類較大的、集限制和修飾功能于一體的酶，通常由850-1250個(gè)堿基組成，在同一條多肽鏈上同時(shí)具有限制和修飾酶活性。有些酶識(shí)別連續(xù)序列，并在識(shí)別位點(diǎn)的一端切開DNA鏈;而另一些酶識(shí)別不連續(xù)的序列（如Bcg I：CGANNNNNNTGC），并在識(shí)別位點(diǎn)的兩端切開DNA鏈，產(chǎn)生一小段含識(shí)別序列的片段。這些酶的氨基酸序列各不相同，但其結(jié)構(gòu)組成是一致的。他們?cè)贜端由一個(gè)負(fù)責(zé)切開DNA的功能域，這個(gè)域又與DNA修飾域連接;此外還有一到兩個(gè)識(shí)別特異DNA序列的功能域構(gòu)成C端，或以獨(dú)立的亞基形式存在。當(dāng)這些酶與底物結(jié)合時(shí)，它們或行使限制性內(nèi)切酶的功能切開底物，或作為修飾酶將其甲基化。

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