各种连接酶特性的比较
知识总结：百科名片-DNA连接酶
DNA连接酶
连接酶旧称“合成酶”。
DNA连接酶是
1967年在三个实验室同时发现的，最初是
在大肠杆菌细胞中发现的。
它是一种封闭
DNA链上缺口酶，借助ATP转移到DNA上促
进磷酸二酯键的形成。
DNA连接酶在大肠杆
菌细胞中约有300个分子，和DNA聚合酶Ⅰ的分子数相近，这也是比较合理的现象。
因为DNA连接酶的主要功能就是在DNA聚合酶Ⅰ催化聚合，填满双链DNA上的单链间隙后封闭DNA双链上的缺口。
这在DNA复制、修复和重组中起着重要的作用，连接酶有缺陷的突变株不能进行DNA复制、修复和重组。
噬菌体T4DNA连接酶分子也是一条多肽链，分子量为60Ku，其活性很容易被L的KCl和精胺所抑制。
此酶的催化过程需要ATP辅助。
T4DNA连接酶可连接DNA-DNA，DNA-RNA，RNA-RNA和双链DNA粘性末端或平头末端。
另外，NH4C1可以提高在大肠杆菌DNA连接酶的催化速率，而对T4DNA连接酶则无效。
无论是T4DNA 连接酶，还是大肠杆菌DNA连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。
用途
DNA连接酶主要用于基因工程，将由限制性
核酸内切酶“剪”出的粘性末端重新组合，故也
称“基因针线”。
人教版高中生物选修3中提到的E·coli DNA连接酶，端；T4DNA连接酶，末端和平末端，但连接效率低。
—连接酶和激酶
连接酶与激酶DNA连接酶DNA连接酶，旧称“合成酶”，最初是在大肠杆菌细胞中发现的。
它是一种封闭DNA链上缺口酶，借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的5'-磷酸与另一DNA链的3'-羟基生成磷酸二酯键。
但这两条链必须是与同一条互补链配对结合的(T4DNA连接酶除外)，而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。
DNA连接酶在DNA复制、修复以及体内外重组过程中起重要作用。
一、常用的DNA连接酶目前用于试管中连接DNA片段的DNA连接酶主要有E.coli DNA连接酶、T4DNA 连接酶、热稳定DNA连接酶等 [1]。
T4DNA连接酶是以ATP为能源的，而E.coli DNA连接酶则是以NAD为能源的。
先介绍下两个概念：对于双链DNA分子，在一条链上推动了一个磷酸二酯键称为切口，失去一段单链称为缺口。
连接酶的连接作用发生在双链DNA切口处，而不能连接两条单链DNA或者双链DNA中缺失了核苷酸的缺口[2]。
因此，无论是T4DNA连接酶，还是大肠杆菌DNA连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。
如下图：（一）E.coli DNA连接酶E.coli DNA连接酶是由分子量75kD的多肽链构成，可被胰蛋白酶水解。
E.coli DNA连接酶能催化双链DNA片段互补黏性末端之间的连接，但是不能催化双链DNA片段平末端之间的连接，其在催化连接反应时需要NAD+与酶形成酶—ATP复合物，同时释放NMN[3]。
（二）T4 DNA连接酶T4 DNA 连接酶由T4 噬菌体基因编码，分子量为60kD。
目前商品化的T4 DNA 连接酶均由E.coli 基因工程菌生产，这种工程菌染色体DNA中整合了一个含有噬菌体DNA连接酶基因的λ-DNA片段。
当温度上升至42度处于溶源状态的重组大肠杆菌大量T4 DNA 连接酶，从而大大简化纯化过程。
T4 DNA 连接酶催化双链DNA 相邻核苷酸的5´-磷酸和3´-羟基之间的连接，平端和粘端都可被连接。
酶的特性课堂总结
酶的特性课堂总结引言在生物学领域中，酶是一类催化化学反应的生物分子。
酶能够加速化学反应的速率，使得生物体内许多反应能够快速进行。
本文将总结酶的特性，包括其种类、结构、功能以及调节机制等方面的内容。
1. 酶的种类1.1 按反应类型分类酶根据它们所参与的反应类型，可以分为以下几类： - 氧化还原酶：参与氧化还原反应，如过氧化氢酶、乙醛脱氢酶等。
- 转移酶：参与物质的转移反应，如乙酰胆碱酯酶、DNA聚合酶等。
- 水解酶：参与水解反应，如蛋白酶、淀粉酶等。
-合成酶：参与物质的合成反应，如合成酶A、核酸合成酶等。
1.2 按底物分类酶还根据它们催化的底物类型，可以分为以下几类： - 氧化酶：催化氧化反应的酶，如葡萄糖氧化酶。
- 还原酶：催化还原反应的酶，如二氧化碳还原酶。
- 氨化酶：催化氨化反应的酶，如谷氨酰胺合成酶。
2. 酶的结构酶通常由蛋白质构成，其结构可以分为四个层次： ### 2.1 一级结构一级结构指的是酶由多个氨基酸残基组成的顺序。
不同的氨基酸序列会决定酶的特性和功能。
2.2 二级结构二级结构是指酶分子链内部的局部空间构型，主要有α-螺旋和β-折叠两种形式。
这些结构对于酶的稳定性和活性起着重要作用。
2.3 三级结构三级结构是指酶的整体空间构型，其形态往往由不同的二级结构元素组合而成。
三级结构的稳定性能够决定酶的功能和底物的结合能力。
2.4 四级结构对于由多个蛋白子单位组成的复合酶而言，四级结构是指所有蛋白子单位之间的相对位置和空间排列。
这种结构将决定酶催化反应的效率。
3. 酶的功能酶的功能主要体现在以下几个方面：- 催化反应：酶能够加速化学反应的速率，使得生物体内的许多反应能够在生理条件下进行。
- 选择性催化：酶对于底物的选择性较高，只催化特定的底物。
- 底物转化：酶能够将底物转化为产物，并释放出来。
- 调节反应速率：酶的活性可以通过因子的改变而受到调节，实现对于生化反应速率的灵活控制。
基因工程中的酶
基因工程中的酶在基因工程中提到不同种的酶，有限制性核酸内切酶，DNA酶，DNA连接酶，DNA聚合酶，RNA聚合酶，反转录酶，解旋酶等。
现区分如下：DNA酶：是水解DNA的酶，将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
是切断相邻两个核苷酸之间磷酸二酯键的酶。
DNA连接酶：是连接DNA片段之间的磷酸二酯键的酶。
其在基因工程中的作用是把具有粘性末端的两个DNA片段连接起来。
DNA聚合酶：是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的酶。
主要在DNA的复制中起作用。
DNA连接酶与DNA聚合酶间的区别：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间催化形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以一条DNA为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个切口连接起来。
因此DNA连接酶不需要模板。
可见，DNA酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的共同之处是都作用于磷酸二酯键。
DNA聚合酶主要连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用；DNA连接酶主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用.在基因工程中起作用，同时DNA连接酶在DNA复制中也起作用，比如岗琦片段的连接！几种酶的比较：限制性核酸内切酶（以下简称限制酶）：限制酶主要存在于微生物（细菌、霉菌等）中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶（“分子手术刀”）。
发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。
是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。
例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
目前已经发现了200多种限制酶，它们的切点各不相同。
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。
各种酶比较
常见几种酶的比较比较剖析：限制性核酸内切酶（简称限制酶）、DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、反转录酶、DNA水解酶、RNA水解酶、解旋酶1．限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）来源：主要从微生物中分离纯化。
限制性核酸内切酶在微生物细胞中能将外来的DNA分子切断，因而能够限制异源DNA分子的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA分子却无损害作用，这样可以保护细胞自身的遗传信息。
（2）作用：识别DNA分子中某种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，使磷酸二酯键断开。
（3）结果：产生黏性末端。
同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端之间正好能够互补配对，有利于DNA片段的连接，这类限制酶最常被使用。
2．DNA连接酶DNA连接酶通过形成磷酸二酯键，从而将两条DNA片段连接起来。
DNA连接酶能够将不同的DNA分子连接起来，是由于DNA分子具有相同的双链构成的双螺旋结构。
3．DNA聚合酶DNA聚合酶主要是连接单个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。
DNA 聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸分子加到已有的DNA片段上，而DNA连接酶是在两个DNA 片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以DNA分子一条链为模板，将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链，而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。
4．RNA聚合酶RNA聚合酶又称RNA复制酶、RNA合成酶、转录酶，转录时它是以双链DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，转录完成后仍然保持DNA双链的结构；复制时它是以单链RNA为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，复制完成后，两条核糖核苷酸链分离。
5．反转录酶反转录酶又称逆转录酶、依赖于RNA的DNA聚合酶，它能够以RNA为模板催化合成互补DNA。
DNA连接酶的种类、功能及作用机理探析-生物化学论文-生物学论文
DNA连接酶的种类、功能及作用机理探析-生物化学论文-生物学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：DNA连接酶是一种能够催化相邻DNA的3-OH和5-磷酸基末段形成磷酸二酯键, 并且把两段DNA拼接起来的核酸酶。
不同生物体内具有不同种类的DNA连接酶, 可以连接黏性末端或者平末端, 连接过程是通过DNA连接酶把ATP或者NAD的磷酸腺苷接到DNA的缺口处, 形成磷酸二酯键, 在释放出一个磷酸腺苷完成DNA 的连接过程, 相对而言对平末端的连接效率较低。
关键词：DNA连接酶; 黏性末端; 平末端; 体外DNA连接;Abstract：DNA ligase is a nuclease that catalyzes the formation of phosphodiester bonds between 3-OH and 5-phosphate terminal segments of adjacent DNA and splices the two segments of DNAtogether. Different organisms have different kinds of DNA ligases that can connect the viscous end or the flat end. NADs adenosine phosphate binds to a gap in DNA, forming a phosphodiester bond that releases an adenosine phosphate to complete the DNA connection process, which is relatively inefficient for flat-ended connections.Keyword：DNA ligase; Sticky ends; Flat ends; DNA connections in vitro;高中生物中的DNA连接酶首次出现是在必修二第六章第二节基因工程及其应用中, 其中介绍脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口, 需要靠DNA连接酶来缝合, 从简单的介绍中可以知道, DNA连接酶的作用是连接磷酸二酯键。
常用DNA酶的总结
1. T4DNA连接酶:本酶催化相邻DNA链的5’-P末端和3’-OH末端以磷酸二酯键结合的反应，（将已有的两个DNA片段连接成为一条DNA链的酶，常用于基因工程，将目的基因连在质粒载体上，作用于两脱氧核糖核苷酸间的磷酸二脂键），需ATP作辅酶。
本酶不仅可以催化粘性末端之间或平滑末端之间的DNA的连接，也可以催化DNA与RNA之间以及少数RNA之间的连接。
T4DNA连接酶可连接DNA-DNA，DNA-RNA，RNA-RNA和双链DNA粘性末端或平头末端。
无论是T4DNA连接酶，还是大肠杆菌DNA连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。
T4 DNA连接酶常用于催化双链DNA 平末端或互补粘性末端之间的连接反应，也能催化双链RNA 5'-磷酸末端和3'-羟基末端间的连接。
还可以修复双链DNA、RNA或DNA/RNA杂交双链中的单链切口。
以上反应均需消耗ATP。
粘末端的连接反应: 插入片段和载体的摩尔浓度比特别重要，此比例在2-6之间最好，低于2:1就会导致较低的连接效率，高于6:1则会导致多个插入。
摩尔比请按载体与插入片段DNA浓度及分子大小来计算。
平滑末端的连接反应：平滑末端的连接反应与突出末端相比反应较慢(其Km值约为突出末端的100倍)。
进行平滑末端的连接反应时，可提高DNA浓度，将使用酶量增加到突出末端量的2～5倍左右。
与粘粒或噬菌体进行连接反应：可使载体和插入DNA的摩尔比调整为1:1，同时增大DNA浓度以便取得良好效果。
μg／ul以上)。
反应温度：该酶的最适温度为37℃，由于热稳定性较差，因此长时间反应时通常需在16℃下进行。
若反应1-2小时左右的话也可在室温下进行反应。
抑制剂：T4 DNA连接酶要求Mg 2+，因此螯合Mg 2+的EDTA 的存在会阻碍反应。
将溶解于含有高浓度EDTA缓冲液中的DNA准备作为样品使用时，最好先用灭菌蒸馏水或TE缓冲液进行置换。
2. T4 DNA聚合酶：T4DNAPolymerase，即T4DNA聚合酶，是一种模板依赖的DNA聚合酶，可以依赖于DNA 模板对5' 端突出末端进行补平；同时可对3' 端突出末端进行削平。
各种酶比较
常见几种酶的比较比较剖析：限制性核酸内切酶（简称限制酶）、DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、反转录酶、DNA水解酶、RNA水解酶、解旋酶1．限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）来源：主要从微生物中分离纯化。
限制性核酸内切酶在微生物细胞中能将外来的DNA分子切断，因而能够限制异源DNA分子的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA分子却无损害作用，这样可以保护细胞自身的遗传信息。
（2）作用：识别DNA分子中某种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，使磷酸二酯键断开。
（3）结果：产生黏性末端。
同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端之间正好能够互补配对，有利于DNA片段的连接，这类限制酶最常被使用。
2．DNA连接酶DNA连接酶通过形成磷酸二酯键，从而将两条DNA片段连接起来。
DNA连接酶能够将不同的DNA分子连接起来，是由于DNA分子具有相同的双链构成的双螺旋结构。
3．DNA聚合酶DNA聚合酶主要是连接单个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。
DNA 聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸分子加到已有的DNA片段上，而DNA连接酶是在两个DNA 片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶是以DNA分子一条链为模板，将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链，而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。
4．RNA聚合酶RNA聚合酶又称RNA复制酶、RNA合成酶、转录酶，转录时它是以双链DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，转录完成后仍然保持DNA双链的结构；复制时它是以单链RNA为模板，按照碱基互补配对的原则，把一个个游离的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链，形成磷酸二酯键，复制完成后，两条核糖核苷酸链分离。
5．反转录酶反转录酶又称逆转录酶、依赖于RNA的DNA聚合酶，它能够以RNA为模板催化合成互补DNA。