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DNAリガーゼは、分子生物学的手法において重要な酵素である。分子バインダーの役割を果たし、ヌクレオチド間にホスホジエステル結合を形成することでヌクレオチド同士を結びつける。リン酸エステル末端の5′末端とリン酸エステル先端との間で水素結合が形成される。 DNAリガーゼは、遅滞鎖を結合する岡崎フラグメントの複製や、DNA修復機構やin vitroクローニング実験においてベクターゲノムに目的の遺伝子を結合させるために不可欠である。分子生物学者は現在、T4とT7という2つの主要なDNAリガーゼを使っています。t4dnaリガーゼはT4ファージから単離された最初の酵素の1つで、t7dnaリガーゼはT7ファージから単離されたより小さなタンパク質です。
1. 概要と主な違い 2. DNAリガーゼの役割とは 3. t4DNAリガーゼとは 4. t7dnaリガーゼとは 4. t4とt7リガーゼの類似点 5. 並べて比較 - t4とt7DNAリガーゼの表形式 6. 総括
DNAのライゲーションは、3段階の反応で行われる。まず、ATPのαリンに求核攻撃を行い、リジン末端の側鎖窒素にアデニル酸が結合した共有結合の酵素アデニル酸中間体を生成する。第2段階では、5'-リン酸で終端したDNA基質がアデニラーゼのリンに対して求核攻撃を受け、リジンが遊離し、DNAアデニル酸が形成される。最終的には、DNAのアデニル酸がもう一方のDNA鎖の3'-OHに攻撃されてAMPが遊離し、ポリヌクレオチドが連結される。
T4リガーゼは、Meselson、Weigle、Kellenbergerによって単離・同定された最初のリガーゼで、市販された最初のリガーゼである。t4dnaリガーゼはATP依存性の酵素で、phosphodiester結合の形成を触媒する。487アミノ酸残基からなる一本鎖のポリペプチドで、分子量は約77kda。最適pHは7.5〜8。
図01:T4 DNAリガーゼ
T4 DNAリガーゼは、その名の通りファージT4に含まれる酵素で、大腸菌に感染したファージがこの酵素を産生することで単離されたものである。この酵素は、末端が鈍い二本鎖DNA二重鎖を結合し、結合する断片は互いに接近していることが望ましい。
T7リガーゼは、T7ファージが産生する41kDaのタンパク質で、大腸菌の感染により分離された。t7リガーゼの主な機能は、クローニング実験においてDNA二本鎖体をDN**セグメントとリン酸ジエステル結合で結合することである。RNAがハイブリッド化し、転写時に異常なコンフォメーションが生じるが、この現象はまだin vitroで研究中である。
T4およびT7 DNAリガーゼ | |
t4dnaリガーゼはファージT4から単離されたDNAリガーゼで、隣接するDN**セグメントをホスホジエステル結合の形成により接合することに関与している。 | t7dnaリガーゼはファージT7から単離されたDNAリガーゼで、隣接するDN**セグメントをホスホジエステル結合の形成により接合することに関与している。 |
タンパク質の大きさ | |
t4dnaリガーゼのサイズは77kdaで、T7リガーゼより大きい。 | t7dnaリガーゼのサイズは41kdaである。 |
最適なpH | |
T4 DNAリガーゼのpH範囲は7.5-8.0である。 | リガーゼであるT7.0域。 |
DNAリガーゼは、目的の遺伝子を含む組換えDNA分子を作り出す分子クローニングに関わる重要な酵素の一種である。t7dnaリガーゼは、T4感染大腸菌から単離された一次リガーゼの研究結果に基づくもので、サイズが小さいため、その機能をより効率的に、より正確に発揮する。は、より高い効率と精度を発揮します。これがT4リガーゼとT7リガーゼの違いである。
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1" DNA Ligase, T4. "DNA Ligase, T4 - Worthington Enzyme Handbook, こちらから入手可能です。2017年8月22日アクセス。 doherty, Aidan J. et al.「ファージt7dnaリガーゼの過剰発現、精製、結晶化、特性評価」Journal of Biological Chemistry, May 10, 1996, available here.2017年8月22日アクセス。 2Doherty, Aidan J. et al.「ファージT7 DNAリガーゼの過剰発現、精製、結晶化、特性評価」、Journal of Biological Chemistry, 10 May 1996.