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逐典小课堂 | Pannarase全能核酸酶与DNA酶的差异介绍

2022-07-14

 

逐典小课堂 | Pannarase全能核酸酶与DNA酶的差异介绍


本期摘要:核酸降解环节在分子生物学技术中非常重要。它被广泛用于重组DNA技术中,用以去除不需要的DNA和RNA片段。核酸降解酶简称核酸酶,类型不同所具备的功能也不相同。用于降解DNA的核酸酶被称为DNA酶,而降解RNA的核酸酶被称为RNA酶。这些酶主要用于体外分离纯化DNA,RNA或蛋白质。全能核酸酶是一种能同时降解DNA和RNA的核酸酶,而DNA酶(DNase)仅能降解DNA。这是全能核酸酶DNA酶之间的关键区别。


什么是全能核酸酶

全能核酸酶是一种来自粘质沙雷氏菌的核酸内切酶。这种酶在工业上由重组大肠杆菌产生,能够切割双链DNA,线性DNA,环状DNA和单链RNA。全能核酸酶是一种蛋白二聚体,具有245个氨基酸,分子量约为30kDa,具有两个必需的二硫键。功能上全能核酸酶在核酸的5'末端切割,并产生具有游离5'末端的片段,可以在任何序列上切割核酸,但更喜欢富含GC的区域。

全能核酸酶储存温度为-20℃,酶活最佳pH值为8.0-9.2。可用于蛋白质2D凝胶电泳的样品制备中的核酸污染物去除、降低蛋白质提取物的粘度,防止细胞混合物中的细胞结块。


什么是DNA酶(DNase)

DNA酶是一种核酸水解酶,只能切割双链DNA。有两种主要类型的DNA酶:DNase I和Nase II。DNaseI切割双链DNA以产生具有5'游离端的多核苷酸。DNase II则在切割双链DNA过程中产生具有3'游离末端或悬垂的多核苷酸链。


DNase I

DNase I 最适pH在7.0-8.0之间,酶活取决于辅助离子,包括Ca2+,Mg2+或Mn2+,Mg2+和Mn2+决定了DNA酶I的活性与功能。在只有Mg2+存在的情况下,DNase I 会随机切割双联DNA的每条链。而只存在Mn2+的情况下,该酶在大致相同的位点切割两条DNA链,这种切割将导致产生两种类型的DNA片段:一种类型具有平末端,另一种类型具有一个或两个核苷酸粘性末端。

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脱氧核糖核酸酶

DNase II

DNase II的最适pH在4.5-5.0之间,其活性依赖二价金属离子,类似于DNase I。已知DNA酶II的作用机制分为以下三个步骤。

  • 在DNA骨架内诱导多个单链断裂。

  • 产生酸溶性核苷酸和寡核苷酸

  • 非线性增色位移。

DNase II 的主要抑制剂包括金属螯合剂过渡金属和化学物质,如十二烷基硫酸钠和β-巯基乙醇。

DNase II 主要应用包括制备无DNA的RNA提取物和蛋白提取物,以及在体外转录中去除模板DNA。


全能核酸酶和DNase酶的相似之处

  • 两者都是水解酶。

  • 两者都是核酸酶。

  • 两者都通过切割核酸的磷酸二酯键来作用。

  • 两者都需要最佳的pH值和储存温度来维持酶的活性。

  • 酶抑制剂包括螯合剂、过渡金属和洗涤剂化学品。

  • 应用主要集中在获得DNA,RNA和蛋白质的高纯度提取物上。

  • 这两种酶都可以通过基因工程产生。


全能核酸酶和DNase酶的区别

逐典小课堂 | Pannarase全能核酸酶与DNA酶的差异介绍



总结:全能核酸酶 vs DNase

核酸酶广泛用于分子生物学和基因工程的不同实验中。全能核酸酶DNA酶是两种类型的核酸酶,其中全能核酸酶参与降解DNA和RNA,而DNA酶仅参与切割双链DNA。这是全能核酸酶和脱氧核糖核酸酶之间的基本区别。目前,这两种核酸酶类型都是通过重组DNA技术生产,能够更高质量的酶,通过优化可实现大规模生产。


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