制限酵素活性に対するメチル化の影響

多くのDNAは、メチル化された塩基を含んでいる。制限酵素認識配列中の塩基がメチル化を受けると、メチル化された塩基の種類および位置によっては、そのDNA を切断できなくなる場合がある。大腸菌の多くは2 つのsite specific DNA methylase(dam methylase;G6mATC およびdcm methylase;C5mCWGG)をもっており、その大腸菌由来のDNA はそれぞれの配列でメチル化を受けている。また、哺乳類由来のDNAはCG methylase(5mCG)によりメチル化を受けていることがある。下表に、dam methylase、dcm methylase、CG methylase によって影響を受けることが知られている酵素について、酵素ごとにその影響とメチル化により切断されない塩基配列を示している。あわせて、これらのメチル化が制限酵素活性に与える影響について、現在までに文献等で報告されているものを記載した。
制限酵素 認識配列*1 切断に影響を及ぼす
methylaseとその認識配列
methylase の影響を
受け切断されない配列*2
文献等の報告
メチル化による影響を
受けない配列
メチル化による影響を
受ける配列
Aat II GACGTC CG methylase 5mCG GA5mCGTC
GA5mCGTC
GACGT5mC
Acc I GTMKAC CG methylase 5mCG GTMKA5mCG
GT5mCGAC

GTMK6mAC
GTMKA5mC*3
GT5mCGAC*4
Acc II CGCG CG methylase 5mCG 5mCG5mCG
5mCGCG
Acc III TCCGGA dam methylase G6mATC TCCGG6mATC T5mCCGGA
TC5mCGGA*3
TCCGG6mA
Afa I GTAC CG methylase 5mCG GTA5mCG
GTA5mC*3,*4
Afl II CTTAAG


5mCTTAAG
CTTA6mAG
Alu I AGCT


6mAGCT
AG4mCT
AG5mCT
AG5hmCT
Aor13H I TCCGGA CG methylase 5mCG TC 5mCGGA
TC5mCGGA
Aor51H I AGCGCT CG methylase 5mCG AG 5mCGCT
AG5mCGCT*4
Apa I GGGCCC dcm methylase C5mCWGG
CG methylase 5mCG
GGGCC5mCWGG
GGGCC5mCG

GGG5mCCC
GGGCC5mC
ApaL I GTGCAC CG methylase 5mCG GTGCA5mCG GTG5mCAC
GTGC5mAC
GTGCA5mC
Bal I TGGCCA dcm methylase C5mCWGG TGGC5mCAGG
TGG5mCCA
TGGC5mCA
BamH I GGATCC

GGATC4mC
GGATC5mC
GG6mATCC
GG6mATC5mC
GGAT4mCC
GGAT5mCC
GGAT5hmC5hmC
Ban II GRGCYC

GRGCY5mC GRG5mCYC
BciT130 I CCWGG



Bcn I CCSGG

5mCCSGG
C5mCSGG
C4mCSGG
Bgl I GCCN5GGC CG methylase 5mCG GCCN5GG5mCG GC5mCN5GGC G5mCCN5GGC
GCCN5GG5mC
GC4mCN5GGC
Bgl II AGATCT

AG6mATCT AGAT5mCT
AGAT5hmCT
Bln I CCTAGG



BmeT110 I CYCGRG

CC5mCGRG
CTCG6mAG
AG5mCTCGGG
5mCCCGGG

BmgT120 I GGNCC dcm methylase C5mCWGG
CG methylase 5mCG
GGNC5mCWGG
GGNC5mCG

GGNC5mC
GG5mCCC
GGK5mCC
Bpu1102 I GCTNAGC



BspT104 I TTCGAA CG methylase 5mCG TT5mCGAA
TT5mCGAA
BspT107 I GGYRCC



Bsp1286 I GDGCHC

GDGCH5mC GDG5mCHC
Bsp1407 I TGTACA



BssH II GCGCGC CG methylase 5mCG G5mCG5mCGC
G5mCGCGC
BstP I GGTNACC

GGTNAC5mC*4
BstX I CCAN6TGG

CCAN4C5mCTGG*4 5mCCAN6TGG
制限酵素 認識配列*1 切断に影響を及ぼす
methylaseとその認識配列
methylase の影響を
受け切断されない配列*2
文献等の報告
メチル化による影響を
受けない配列
メチル化による影響を
受ける配列
Bst1107 I GTATAC CG methylase 5mCG GTATA5mCG
GTATA5mC
Cfr10 I RCCGGY CG methylase 5mCG RC5mCGGY
R5mCCGGY
RC5mCGGY*4
Cla I ATCGAT dam methylase G6mATC

CG methylase 5mCG
G6mATCGAT
ATCG6mATC
AT5mCGAT

6mATCGAT
ATCG6mAT
AT5mCGAT
Cpo I CGGWCCG CG methylase 5mCG 5mCGGWC5mCG
CGGW5mCCG*4
CGGWC5mCG*4
Dra I TTTAAA

TTTA6mAA
Eae I YGGCCR dcm methylase C5mCWGG
CG methylase 5mCG
YGGC5mCAGG
YGGC5mCG

YGG5mCCR
YGGC5mCR
Eam1105 I GACN5GTC

GA5mCN5GTC*4
GACN5GT5mC*4

EcoO65 I GGTNACC

GGTNAC5mC*4
EcoO109 I RGGNCCY dcm methylase C5mCWGG RGGNC5mCTGG
RGGNC5mCY
EcoR I GAATTC CG methylase 5mCG GAATT5mCG GAATT5hmC
GAA5hmU5hmUC
G6mAATTC
GA6mATTC
GAATT5mC*3
EcoR V GATATC

GATAT5mC
GATAT5hmC
G6mATATC
GAT6mATC
EcoT14 I CCWWGG



EcoT22 I ATGCAT


ATG5mCAT
ATGC6mAT
Eco52 I CGGCCG CG methylase 5mCG 5mCGGC5mCG
5mCGGCCG*4
CGGC5mCG*4
CGG5mCCG*4
Eco81 I CCTNAGG



Fba I TGATCA dam methylase G6mATC TG6mATCA
TG6mATCA
Fok I GGATG
(CATCC)


CAT5mCC
CATC4mC
CATC5mC*3
C6mATCC
GG6mATG
Hae II RGCGCY CG methylase 5mCG RG5mCGCY
RG5mCGCY
RGCG5mCY*3
RG5hmCG5hmCY
Hae III GGCC

GGC5mC GG5mCC*3
GG5hmC5hmC
Hap II CCGG CG methylase 5mCG C5mCGG
C5mCGG
Hha I GCGC CG methylase 5mCG G5mCGC
G5mCGC
GCG5mC
G5hmCG5hmC
Hinc II GTYRAC

GTYRA5mC
GT5mCGAC*4
GTYR6mAC
GTYRA5hmC
Hind III AAGCTT

A6mAGCTT
AAGC5hmU5hmU
6mAAGCTT
AAG5mCTT
AAG5hmCTT
Hinf I GANTC

GANT5mC*3 G6mANTC
GANT5hmC
Hin1 I GRCGYC CG methylase 5mCG GR5mCGYC GRCGY5mC*3,*4 GR5mCGYC
Hpa I GTTAAC

GTTAA5mC GTTA6mAC
GTTAA5hmC
G5hmU5hmUAAC
Kpn I GGTACC

GGTA5mCC
GGTA5mC5mC
GGTAC5mC
GGT6mACC
GGTAC4mC
Mbo I GATC dam methylase G6mATC G6mATC GAT4mC
GAT5mC
GA5hmUC
G6mATC
GAT5hmC
Mbo II GAAGA
(TCTTC)
dam methylase G6mATC GAAG6mATC T5mCTT5mC*3
G6mAAGA
GA6mAGA
GAAG6mA
制限酵素 認識配列*1 切断に影響を及ぼす
methylaseとその認識配列
methylase の影響を
受け切断されない配列*2
文献等の報告
メチル化による影響を
受けない配列
メチル化による影響を
受ける配列
Mfl I RGATCY dam methylase G6mATC RG6mATCY 6mAGATCY*3 RG6mATCY
RGAT4mCY
RGAT5mCY
Mlu I ACGCGT CG methylase 5mCG A5mCG5mCGT 6mACGCGT A5mCGCGT
Msp I CCGG

4mCCGG
C4mCGG
C5mCGG*3
5mCCGG
5hmC5hmCGG
Mun I CAATTG


CA6mATTG
Nae I GCCGGC CG methylase 5mCG GC5mCGGC
GCCGG5mCG

G5mCCGGC
GC5mCGGC
GCCGG5mC
Nco I CCATGG

CC6mATGG 4mCCATGG
5mCCATGG
Nde I CATATG

5mCATATG
Nhe I GCTAGC CG methylase 5mCG GCTAG5mCG
GCTAG5mC
Not I GCGGCCGC CG methylase 5mCG G5mCGGC5mCGC GCGGCCG5mC GCGG5mCCGC
GCGGC5mCGC
Nru I TCGCGA dam methylase G6mATC
CG methylase 5mCG
TCGCG6mATC
T5mCG5mCGA
TCG5mCGA T5mCGCGA
TCGCG6mA
Nsb I TGCGCA CG methylase 5mCG TG5mCGCA TGCGC6mA TG5mCGCA
PmaC I CACGTG CG methylase 5mCG CA5mCGTG
CA5mCGTG*4
PshA I GACN4GTC CG methylase 5mCG GA5mCGN3GTC GACN4GT5mC*4 GA5mCN4GTC*4
PshB I ATTAAT



Psp1406 I AACGTT CG methylase 5mCG AA5mCGTT
AA5mCGTT
Pst I CTGCAG


5mCTGCAG
CTGC6mAG
C5hmUGCAG
Pvu I CGATCG CG methylase 5mCG 5mCGAT5mCG CG6mATCG CGAT4mCG
CGAT5mCG
Pvu II CAGCTG


CAG4mCTG
CAG5mCTG
RspRS II TTAA



Sac I GAGCTC

G6mAGCTC
GAGCT5mC
GAG5mCTC
Sac II CCGCGG CG methylase 5mCG C5mCG5mCGG
5mCCGCGG
C5mCGCGG
Sal I GTCGAC CG methylase 5mCG GT5mCGAC GTCGA5mC GT5mCGAC
GTCG6mAC
Sau3A I GATC CG methylase 5mCG GAT5mCG G6mATC
GA5hmUC
GAT4mC
GAT5mC*3
GAT5hmC
Sca I AGTACT

AGTA5mCT
Sfi I GGCCN5GGCC dcm methylase C5mCWGG

CG methylase 5mCG
GGC5mCWGGN2GGCC
GGCCN5GGC5mCWGG
GGCCN5GGC5mCG
GG5mCCN5GG5mCC GG4mCCN5GGCC
GGC5mCN5GGCC
GGCCN5GGC5mC
Sma I CCCGGG CG methylase 5mCG CC5mCGGG C5mCCGGG 4mCCCGGG
5mCCCGGG
C4mCCGGG
CC4mCGGG
CC5mCGGG*3
Smi I ATTTAAAT



SnaB I TACGTA CG methylase 5mCG TA5mCGTA
T6mACGT6mA
TA5mCGTA
Spe I ACTAGT


6mACTAGT
A5mCTAGT
Sph I GCATGC

GCATG5mC
G5hmCATG5hmC
GC6mATGC
Sse8387 I CCTGCAGG

5mCGCCTGCAGG5mCG*4 5mCCTGCAGG*4
C5mCTGCAGG*4
CCTG5mCAGG*4
CCTGC6mAGG*4
Ssp I AATATT

6mAATATT
Stu I AGGCCT dcm methylase C5mCWGG AGGC5mCTGG
AGG5mCCT
AGGC4mCT
AGGC5mCT
Taq I TCGA dam methylase G6mATC TCG6mATC T5mCGA TCG6mA
T5hmCGA
Tth111 I GACN3GTC

GA5mCN3GT5mC
GACN3GT5mC*4

Van91 I CCAN5TGG dcm methylase C5mCWGG C5mCAGGN3TGG
C5mCAN5TGG
VpaK11B I GGWCC dcm methylase C5mCWGG
CG methylase 5mCG
GGWC5mCWGG
GGWC5mCG

GGWC5mC
Xba I TCTAGA dam methylase G6mATC TCTAG6mATC
T5mCTAGA*3
TCTAG6mA
T5hmCTAGA
Xho I CTCGAG

CT5mCGAG*3, *4 5mCTCGAG
CTCG6mAG
Xsp I CTAG

5mCTAG
*1 M A or C
K G or T
N A or C or G or T
R A or G
Y C or T
W A or T
S C or G
H A or C or T
D A or G or T
4mC N4-methyl cytosine
5mC C5-methyl cytosine
5hmC C5-hydroxymethyl cytosine
6mA N6-methyl adenine
*2 CG methylase の場合には一部が切断できることもある。
*3 Acc I hemi-methylated GTMKA5mC のunmethylated strand をゆっくりニッキングする。
Acc III TC5mCGGA をゆっくり切断する(1/75)。
Afa I hemi-methylated GTA5mC をゆっくり切断するが、bi-methylatedGTA5mC を切断できない。
Ava II GGWC4mC をゆっくり切断する。
Bal I dcm site とオーバーラップする場合(TGGC5mCAGG)には、その切断速度は非常に遅く(1/50 以下)なる。
Bgl I hemi-methylated GC5mCN5GGC、GC4mCN5GGC、GCCN5GG5mCをゆっくり切断するが、bi-methylated M. Hae III- Bgl I site はほとんど切断できない。
Cla I hemi-methylated AT5mCGAT をゆっくり切断する。
EcoR I hemi-methylated GAATT5mC をゆっくり切断するが、bi-methylatedGAATT5mC を切断できない。
Fok I CATC5mC をゆっくり切断する(1/2 ~1/4)。
Hae II RGCG5mCY を非常にゆっくり切断する。
Hae III hemi-methylated GG5mCC のunmethylated strand をニッキングする。
Hind III hemi-methylated AAG5mCTT をゆっくりと切断する。
Hinf I GANT5mC をゆっくり切断する(1/10)。
Hin1 I GRCGY5mC を非常にゆっくり切断する。
Kpn I hemi-methylated GGTA5mCC、GGTAC5mC によって影響を受けることが報告されており、hemi-methylated GGTA5mC5mC をゆっくりと切断する。
Mbo II hemi-methylated T5mCTT5mC を切断できないことが報告されている。
Mfl I 6mAGATCY をゆっくり切断する。
Msp I GGC5mCGG を非常にゆっくり切断する。
Mva I hemi-methylated CC6mAGG、hemi-methylated4mCCWGG のunmethylated strand をニッキングする。
Pst I hemi-methylated 5mCTG5mCAG をゆっくりと切断する。
Pvu II hemi-methylated 5mCAG5mCTG をゆっくりと切断する。
Sal I hemi-methylated GT5mCGAC をゆっくりと切断する。
Sau3A I hemi-methylated GAT5mC のunmethylated strand をニッキングする。また、6mAGATC の切断速度が遅くなることが報告されている。
Sma I hemi-methylated CC5mCGGG のunmethylated strand をニッキングする。
Spe I hemi-methylated A5mCTAGT をゆっくりと切断する。
Xba I hemi-methylated T5mCTAGA を切断するが、その切断速度は非常に遅く(1/100 以下)なる。
Xho I CT5mCGAG を非常にゆっくり切断する。
なお、hemi-methylated DNA とは二本鎖のうち片方の鎖のみメチル化されたDNA であり、(  )は相対速度を示す。
*4 TaKaRa unpublished observations.

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