Биотехнология. Том 17 - Янулайтис А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Данные, полученные при изучении Е. coli, демонстрируют определенную ограниченность вариантов субстратной специфичности— в этом виде выявлена только незначительная часть спе-
цифичностей рестриктаз (всего 34) из общего числа известных (всего 143) и вообще не обнаружено ферментов, узнающих тетрануклеотидные последовательности. Если в дальнейшем изучать только этот вид, то не исключено, что такая «монотонность» сохраниться. Возможно, какая-то ограниченность характерна и для других вариантов специфичности (внутри пента-гек-са-гептануклеотидных последовательностей). Ее наличие еще более (не считая отсутствия или редкой встречаемости узнающих тетрануклеотиды рестриктаз) сузило бы вариабильность субстратной специфичности обнаруживаемых рестриктаз, что в опытах по их поиску является нежелательным. С другой стороны, данные, полученные на примере многочисленных штаммов Е. coli, а также сведения представленные в табл. 7, свидетельствуют об относительно большой вариабильности специфичности рестриктаз в отдельных таксонах, которая оправдывает проведение таких исследований. Поэтому рекомендуется вовлекать в поиск штаммы разных видов (уменьшение вероятности «монотонности»), но для более полного использования их потенциальных возможностей изучать многочисленные группы культур. Очевидно, необходимы дополнительные систематические исследования представителей разных видов для проверки правильности этого предположения в отношении достижения конечной цели — выявления продуцентов новых по специфичности рестриктаз или конкурентноспособных изошизомеров, обладающих преимуществами перед известными аналогами в связи с
Таблица 7
Вариабильность субстратной специфичности рестриктаз в некоторых видах микроорганизмов
№ Вид Число Число ре Доля ре Источник
п/п охаракте стриктаз стриктаз информации
ризован с различ с различ
ных pe- ной суб ной суб
стрикт аз стратной стратной
специфич специфич
ное! ью ностью %
1. Bacillus sphaericus 24 Б 25 1319]
2. Bacillus stearothermo-
philus 48 26 54 [319]
3. Bacillus subtilis 17 9 53 141, 52, 319]
4. Citrobacter freundii 43 12 28 Г319]
5. Enterobacter cloacae 16 6 37,5 Г319]
6. Escherichia coli 144 34 23,6 [189, 319]
7. Haemophilus influenzae 30 12 40 Г319]
8. Herpetosiphon giganteus 16 8 50 Г319]
9. Salmonella infantis 10 1 10 [319]
10. Salmonella thompson 14 1 7 [319]
Примечание: в таблицу включены только те внды микроорганизмов, в которых выявлено и охарактеризовано не менее десяти рестриктаз.
большей продуктивностью штаммов или по технологическим причинам. Следуя по этому пути можно надеяться, что будут изучены закономерности распространения рестриктаз, сведения о которых необходимы для развития как теоретических, так и прикладных аспектов исследования ферментов рестрикции.
Использование в качестве продуцентов в препаративной биохимии рестриктаз ограниченного круга видов микроорганизмов позволило бы во многом унифицировать этапы их получения. Выгоды от реализации такого подхода очевидны. Однако, его результативность во многом зависит от удачного выбора объекта исследования в опытах по поиску продуцентов. Он должен решаться на основе технологических соображений и учитывать целый комплекс показателей: особенности культивирования продуцента, его патогенность, фоновое содержание нежелательных примесей в бесклеточных экстрактах и т. д.
4. ХАРАКТЕРИСТИКА СУБСТРАТНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ РЕСТРИКТАЗ
Основными проявлениями специфичности, характерными для всех рестриктаз, являются: 1) узнаваемая последовательность нуклеотидов, 2) место расщепления и 3) зависимость действия рестриктаз от характера метилирования оснований в пределах узнаваемой последовательности. Некоторые другие функциональные проявления этих ферментов, а именно, способность надрезать одну нить гемиметилированной ДНК, расщеплять однонитевую ДНК и способность менять субстратную специфичность в сторону более низкой в зависимости от условий проведения реакции являются менее изученными и возможно присущи не всем рестриктазам.
4.1. Узнаваемая последовательность нуклеотидов
В настоящее время охарактеризована субстратная специфичность более чем тысячи рестриктаз (табл. 8). Среди них имеются 143 фермента, узнающих различающиеся нуклеотидные последовательности (прототипы). Остальные специфические эндонуклеазы, узнающие участки ДНК, идентичные таковому одного из прототипов, входят в группу так называемых изо-шизомеров [312].
