外切酶

核酸外切酶是一類從多核苷酸鏈的末端開始逐個降解核苷酸的酶。按照酶對底物二級結構的專一性，將其分為三類：①作用於單鏈的核酸外切酶，如大腸桿菌核酸外切酶I和大腸桿菌核酸外切酶Ⅶ。②作用於雙鏈的核酸外切酶，如大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ、噬菌體核酸外切酶和T7噬菌體基因Ⅵ核酸外切酶等。③既可作用於單鏈又可作用於雙鏈的核酸外切酶，如Bal 31核酸酶。 

單鏈的核酸外切酶包括大腸桿菌核酸外切酶Ⅰ（exoⅠ）和核酸外切酶Ⅶ（exoⅦ）。核酸外切酶Ⅶ（exoⅦ）能夠從5′-末端或3′-末端呈單鏈狀態的DNA分子上降解DNA，產生出寡核苷酸短片段，而且是唯一不需要Mg2+離子的活性酶，是一種耐受性很強的核酸酶。核酸外切酶Ⅶ（exoⅦ）可以用來測定基因組DNA中一些特殊的間隔序列和編碼序列的位置。它只切割末端有單鏈突出的DNA分子，實際操作時需要配合解旋酶操作。

雙鏈的核酸外切酶包括大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ（exoⅢ）、λ噬菌體核酸外切酶（λexo）以及T7噬菌體基因6核酸外切酶等。大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ（exoⅢ）具有多種催化功能，可以降解雙鏈DNA分子中的許多類型的磷酸二酯鍵。其中主要的催化活性是催化雙鏈DNA按3′→5′的方向從3′-OH末端釋放5′-單核苷酸。大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ（exoⅢ）通過其3′→5′外切酶活性使雙鏈DNA分子產生出單鏈區，經過這種修飾的DNA再配合使用Klenow酶，同時加進帶放射性同位素的核苷酸，便可以製備特異性的放射性探針。

λ噬菌體核酸外切酶（λexo）最初是從感染了λ噬菌體的大腸桿菌細胞中純化出來的。這種酶催化雙鏈DNA分子從5′-P末端進行逐步的水解釋放出5′-單核苷酸。但不能降解5′-OH末端。

核酸內切酶催化水解多核苷酸內部的磷酸二酯鍵。有些核酸內切酶僅水解5'-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在3’位置上，稱為5’-內切酶；而有些僅水解3'-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在5’位置上，稱為3’-內切酶，還有一些核酸內切酶對磷酸酯鍵一側的鹼基有專一要求。

20世紀70年代，在細菌中陸續發現了一類核酸內切酶，能專一性地識別並水解雙鏈DNA上的特異核苷酸順序，稱為限制性核酸內切酶。當外源DNA侵入細菌后，限制性內切酶可將其水解切成片段，從而限制了外源DNA在細菌細胞內的表達，而細菌本身的DNA由於在該特異核苷酸順序處被甲基化酶修飾，不被水解，從而得到保護。