Ферменты расщепление межнуклеотидных

Хотя на данном этапе методы химического гидролиза не позволяют сделать выбора между 3 —5 - и 2 —5 -межнуклеотидными связями, доказательства, по-видимому, исключительного присутствия 3 —5 -структуры были получены на основании исследований ферментативного гидролиза рибонуклеиновых кислот и простых нуклеотидных производных. Из различных источников был выделен ряд нуклеаз, которые катализируют гидролиз нуклеиновых кислот на более мелкие фрагменты. Панкреатическая рибонуклеаза [93] — один из группы ферментов, обнаруживающих высокую специфичность к рибонуклеиновым кислотам,— была тщательно изучена и дано объяснение механизма ее действия. Ранние исследования показали, что фермент действует по пиримидиннуклеозидным звеньям, так как крупные педиализуемые остатки после ферментативного расщепления рибонуклеиновой кислоты значительно обогащены пуринами [94] кроме того, выделяются пиримидиновые мононуклеотиды, но не обнаружено свободных пуриновых мононуклеотидов [75, 95, 96]. Дальнейшие исследования кислотного или щелочного гидролиза продуктов, полученных в результате последовательной обработки рибонуклеиновой кислоты рибонуклеазой и фосфомоноэстеразой предстательной железы, привели к заключению, что специфичность рибонуклеазы такова, что нуклеиновые кислоты расщепляются ею с образованием смеси пиримидиновых мононуклеотидов и пуриновых олигонуклеотидов, содержащих в качестве концевой единицы пиримидиновый нуклео-зид-2 (или 3 )-фосфат [75, 97]. [c.377]

Идентификация модифицированных нуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепи РНК долгое время была задачей особой трудности. С появлением современных методов секвенирования нуклеиновых кислот она существенно упростилась. Модификацию РНК или ее расщепление ферментами ведут таким образом, чтобы (как и при секвенировании) было затронуто в среднем только одно звено на молекулу (в чем есть дополнительный смысл, так как множественная модификация РНК искажает ее структуру). Далее, если изучается РНК небольшого размера или сегмент РНК, примыкающий к одному из ее концов, то этот конец метят радиоактивной меткой и задача идентификации модифицированного основания (после расщепления соответствующего звена) или атакованной нуклеазой межнуклеотидной связи сводится, как и при секвенировании, к определению длины фрагмента по его подвижности в высокоразрешающем электрофорезе в геле. В том случае, когда анализируемый район удален от концов молекулы на расстояние больше 150—200 н. о., используют реакцию обратной транскрипции (см. гл. 13). Для этого синтезируют олигонуклеотид, комплементарный участку РНК, расположенному вблизи от анализируемого района с З -концевой стороны молекулы, и далее используют его как праймер для обратной траискриптазы. Так как этот фермент останавливается на модифицйрованных остатках матрицы (или в том месте, где расщеплена фосфодиэфирная связь), то вновь по длине образующегося фрагмента можно определить положение модифицированного звена в РНК. [c.40]

ДНК-аза I (белок с молекулярным весом 61 500) принадлежит к числу эндонуклеаз. Для проявления ее активности необходимо присутствие ионов двухвалентных металлов (обычно Mg ). Фермент активен при нейтральных значениях pH и катализирует беспорядочное расщепление межнуклеотидных связей по а-типу, разрывая главным образом связи между пуриновыми и пиримидиновыми нуклеотидами. Продуктами гидролиза являются при этом олигонуклеотиды. Последующая или одновременная обработка смеси очищенной фосфодиэстеразой из змеиного яда (не содержащей примесей каких-либо других ферментов) дает почти количественный выход дезоксири-бонуклеозид-5 -фосфатов, входивших в состав исходного продукта. [c.131]

Дезоксирибонуклеаза стрептококка (стрептодорназа) также расщепляет межнуклеотидные связи, образуя фрагменты различной длины, несущие на конце 5 -фосфатную группу. При этом получаются главным образом олигодезоксинуклеотиды с длиной цепи более двух нуклеотидов, а также небольшое количество динуклеотидов и следы мононуклеотидов [357]. Анализ этих продуктов указывает на преимущественное расщепление связей ф5 -пиримидин-3 -ф5 -пурин, т. е. действие этого фермента комплементарно действию панкреатической дезоксирибонуклеазы I. Оба эти фермента действуют при одних и тех же условиях pH, требуют присутствия одинаковых ионов металлов и оба являются эндонуклеазами (расщепляют цепь не постепенно, а сразу по всей ее длине) [357]. Присутствующие в каждом случае в гидролизатах следы мононуклеотидов могут представлять собой концевые нуклеотиды цепи ДНК. Не вполне ясно, заключается ли действие всех таких ферментов на нативную двуспиральную дезоксирибонуклеиновую кислоту в расщеплении межнуклеотидных связей с последующим разделением олигонуклеотидных тяжей [358] или, наоборот, в разрыве водородных связей и разделении цепей ДНК, за которым следует гидролиз ковалентных связей. Существуют некоторые данные, показывающие, что на начальных этапах действия дезоксирибонуклеазы гидролизу предшествуют структурные изменения [359]. [c.422]

Межнуклеотидные связи в ДНК и РНК можно химически расщепить с помощью гидролиза. Их можно гидролизовать и ферментами, которые называются ну-клеазами. Некоторые нуклеазы способны расщеплять связи между двумя соседними нуклеотидами, расположенными внутри цепи ДНК или РНК такие нуклеазы называют эндонуклеазами. Нуклеазы другого класса могут катализировать гидролиз только связи концевого нуклеотида-или у 5 - или у 3 -конца молекулы эти ферменты относятся к экзонуклеазам. Дезоксирибонуклеазы, специфически расщепляющие определенные межнуклеотидные связи в ДНК, и рибонуклеазы ферменты, специфичные к РНК, найдены во всех живых клетках. Они секретируются, в частности, поджелудочной железой в кишечный тракт, где принимают участие в гидролизе нуклеиновых кислот в процессе пищеварения. Ниже мь1 увидим, что различные типы эндонуклеаз представляют собой важный биохимический инструмент для контролируемого расщепления ДНК и РНК на меньшие фрагменты при определении их нуклеотидной последовательности. [c.857]

Фермент рибонуклеаза из поджелудочной н<елезы быка — хорошо охарактеризованный белок, полная структура которого теперь уже известна (см. стр. 94)— расщепляет нолинуклеотидную цепь аналогичным способом. Этот фермент представляет собой эндонуклеазу, т. е. он атакует внутри-нуклеотидные связи. При этом для действия его необходимо, чтобы фосфатная группа, участвующая в образовании чувствительной к расщеплению Р — 0-связи, была присоединена в положении 3 пиримидинового нуклеозида. Первая стадия расщепления, т. е. образование циклических фосфатов из полинуклеотидов, по-видимому, обратима. Того же типа расщепление (по положению Ь) вызывают фосфодиэстеразы, выделенные из различных источников растительного происхождения (например, из растений гороха, табака или райграса). Все эти фосфодиэстеразы относительно неспецифичны в том смысле, что для их действия безразлична природа оснований, входящих в состав чувствительных нуклеотидов. Известен, однако, фермент, выделенный из Ba illus subtilis, который, по-видимому, обладает специфичностью, дополняющей специфичность панкреатического фермента (т. е. рибонуклеазы, выделенной из поджелудочной железы). Он катализирует по преимуществу гидролитическое отщепление остатков, соседних с З -пурино-выми остатками. Еще более высокой специфичностью обладают ферменты, выделенные из неочищенных препаратов такадиастазы. Один из них — рибонуклеаза Т1 — катализирует расщепление только тех межнуклеотидных связей, в образовании которых участвуют З -гуаниловые нуклеотиды, а второй — рибонуклеаза Т2 — расщепляет только связи, образованные с участием З -адениловых нуклеотидов. [c.129]

Для изучения нуклеотидной иоследовательности в ДНК пользуются методами ферментативною гидролиза, основанными на избирательном ферментативном расщеплении концевых связей О5 —Р (фосфодиэстераза селезенки) и межнуклеотидных связей Оз-—Р (диэстераза змеиного яда). Выбирая соответствующие ферменты, можно провести расщепление олиго-нуклеотидной цепи, начиная с того или другого конца, и получить смесь различных моно- и олигонуклеотидов. К сожалению, для ДНК неизвестны ферменты, специфичные в отношении гетероциклических оснований. [c.388]

Эндонуклеазы также могут различать одноцепочечные и двуспиральные структуры. В то же время они могут быть специфичны к последовательности оснований, как, например, рестрикционные дезоксирибонуклеазы (гл. 25), или к отдельному основанию. Так, рибонуклеаза (РНаза) панкреатической железы быка гидролизует межнуклеотидные связи у пиримидинов так, что пиримидиновое звено остается этерифицированным по З -положению. Точки расщепления этим ферментом показаны вертикальными пунктирными линиями, обозначенными буквой а (Руг — пиримидин). [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология