เอนไซม์ตัดจำเพาะ
เอนไซม์ตัดจำเพาะค้นพบเป็นครั้งแรกโดย แฮมิลตัน สมิธ (Hamilton Smith) และคณะ แห่งสถาบันแพทย์ศาสตร์จอห์น ฮอปกินส์ สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ.2513 และต่อมาได้มีการค้นพบเอนไซม์ที่มีลักษณะเช่นนี้ แต่ตัดจำเพาะในตำแหน่งลำดับเบสต่างออกไปจนถึงปัจจุบันนี้มีการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะมากกว่า 1,200 ชนิด ตัวอย่างต่อไปนี้
●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Bacillus amyloliquefaceinsH มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า BamHIลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Gจากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
5'…G-G-A-T-C-C…3'
|
5'…G
|
G-A-T-C-C…3'
|
และลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Gจากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
3'…C-C-T-A-G-G…5'
|
3'…C-C-T-A-G
|
G…5'
|
●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Escherichia coliRY 13มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า EcoRI
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Aจากทิศทาง 5' ไป 3 'ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
5'…G-A-A-T-T-C…3'
|
5'…G
|
A-A-T-T-C…3'
|
3´…C-T-T-A-A-G…5´
|
3´…C-T-T-A-A
|
G…5´
|
●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์ Haemophilus aegyptiusมีชื่อเอนไซม์ย่อว่า HaeIII
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Cจากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
5´…G-G-C-C…3´
|
5´…G-G
|
C-C…3´
|
และลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง G กับ Cจากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
3´…C-C-G-G…5´
|
3´…C-C
|
G-G…5´
|
●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์Hemophilus influenza Rdมีชื่อเอนไซม์ย่อว่าHind III
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง A กับ A จากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
5´…A-A-G-C-T-T…3´
|
5´…A
|
A-G-C-T-T…3´
|
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง A กับ A จากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
3´…T-T-C-G-A-A…5´
|
3´…T-T-C-G-A
|
A-…5´
|
●จุลินทรีที่เป็นแหล่งผลิตเอนไซม์Streptomyces albus มีชื่อเอนไซม์ย่อว่า SalI
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง Gกับ T จากทิศทาง 5 ´ไป 3´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
5´…G-T-C-G-A-C…3´
|
5´…G
|
T-C-G-A-C…3´
|
ลำดับเบสตัดที่ตำแหน่ง Gกับ T จากทิศทาง 3 ´ไป 5´ ได้ผลผลิตจาการตัดเอนไซม์ดังนี้
3´…C-A-G-C-T-G…5´
|
3´…C-A-G-C-T
|
G…5´
|
จากตารางจะเห็นว่าเอนไซม์ที่ตัดจำเพาะแต่ละชนิดมีบริเวณลำดับเบสจำเพาะ และจุดตัดจำเพาะที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ EcoRI จะมีลำดับเบสจำเพาะในการตัดจะมีจำนวน 6 คู่เบส ในขณะที่ HeaIII จะใช้เพียงสี่คู่เบส จุดตัดจำเพาะที่เกิดขึ้น จะได้สาย DNA หลังจากถูกตัดแล้วใน 2 รูปแบบ เช่นในกรณีของการตัดด้วยเอนไซม์ Eco RI จุดตัดจำเพาะจะอยู่ระหว่างเบส G และ A ซึ่งหลังจากการตัดจะทำให้ได้ปลายสายเดี่ยวทั้ง 2 ปลาย ที่รอยตัดของสาย DNA ซึ่งมีนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยวยื่นออกมา เรียกปลายสาย DNA ที่เกิดขึ้นเช่นนี้ว่า“ปลายเหนียว (sticky end)” แต่ในกรณีของ HeaIII จุดตัดจำเพาะอยู่ระหว่าง G
คำถามสำหรับเรื่องนี้นะค่ะ
1. เอนไซม์ตัดจำเพาะค้นพบเป็นครั้งแรกโดยใคร
2. การค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะมากกว่ากี่ชนิด
3. เอนไซม์ที่ตัดจำเพาะแต่ละชนิดมีบริเวณลำดับเบสจำเพาะ และจุดตัดจำเพาะที่แตกต่างกัน หรือไม่
