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；G^6mATC およびdcm methylase；C^5mCWGG）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
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	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	GA^5mCGTC		GA^5mCGTC GACGT^5mC
Acc I	GTMKAC	CG methylase ^5mCG	GTMKA^5mCG GT^5mCGAC		GTMK^6mAC GTMKA^5mC^3 GT^5mCGAC^4
Acc II	CGCG	CG methylase ^5mCG	^5mCG^5mCG		^5mCGCG
Acc III	TCCGGA	dam methylase G^6mATC	TCCGG^6mATC	T^5mCCGGA TC^5mCGGA^*3	TCCGG^6mA
Afa I	GTAC	CG methylase ^5mCG	GTA^5mCG		GTA^5mC^3,4
Afl II	CTTAAG				^5mCTTAAG CTTA^6mAG
Alu I	AGCT				^6mAGCT AG^4mCT AG^5mCT AG^5hmCT
Aor13H I	TCCGGA	CG methylase ^5mCG	TC ^5mCGGA		TC^5mCGGA
Aor51H I	AGCGCT	CG methylase ^5mCG	AG ^5mCGCT		AG^5mCGCT^*4
Apa I	GGGCCC	dcm methylase C^5mCWGG CG methylase ^5mCG	GGGCC^5mCWGG GGGCC^5mCG		GGG^5mCCC GGGCC^5mC
ApaL I	GTGCAC	CG methylase ^5mCG	GTGCA^5mCG	GTG^5mCAC GTGC^5mAC	GTGCA^5mC
Bal I	TGGCCA	dcm methylase C^5mCWGG	TGGC^5mCAGG		TGG^5mCCA TGGC^5mCA
BamH I	GGATCC			GGATC^4mC GGATC^5mC GG^6mATCC GG^6mATC^5mC	GGAT^4mCC GGAT^5mCC GGAT^5hmC^5hmC
Ban II	GRGCYC			GRGCY^5mC	GRG^5mCYC
BciT130 I	CCWGG
Bcn I	CCSGG			^5mCCSGG C^5mCSGG	C^4mCSGG
Bgl I	GCCN₅GGC	CG methylase ^5mCG	GCCN₅GG^5mCG	GC^5mCN₅GGC	G^5mCCN₅GGC GCCN₅GG^5mC GC^4mCN₅GGC
Bgl II	AGATCT			AG^6mATCT	AGAT^5mCT AGAT^5hmCT
Bln I	CCTAGG
BmeT110 I	CYCGRG			CC^5mCGRG CTCG^6mAG AG^5mCTCGGG ^5mCCCGGG
BmgT120 I	GGNCC	dcm methylase C^5mCWGG CG methylase ^5mCG	GGNC^5mCWGG GGNC^5mCG		GGNC^5mC GG^5mCCC GGK^5mCC
Bpu1102 I	GCTNAGC
BspT104 I	TTCGAA	CG methylase ^5mCG	TT^5mCGAA		TT^5mCGAA
BspT107 I	GGYRCC
Bsp1286 I	GDGCHC			GDGCH^5mC	GDG^5mCHC
Bsp1407 I	TGTACA
BssH II	GCGCGC	CG methylase ^5mCG	G^5mCG^5mCGC		G^5mCGCGC
BstP I	GGTNACC			GGTNAC^5mC^*4
BstX I	CCAN₆TGG			CCAN₄C^5mCTGG^*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
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	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	GTATA^5mCG		GTATA^5mC
Cfr10 I	RCCGGY	CG methylase ^5mCG	RC^5mCGGY		R^5mCCGGY RC^5mCGGY^*4
Cla I	ATCGAT	dam methylase G^6mATC CG methylase ^5mCG	G^6mATCGAT ATCG^6mATC AT^5mCGAT		^6mATCGAT ATCG^6mAT AT^5mCGAT
Cpo I	CGGWCCG	CG methylase ^5mCG	^5mCGGWC^5mCG		CGGW^5mCCG^4 CGGWC^5mCG^4
Dra I	TTTAAA			TTTA^6mAA
Eae I	YGGCCR	dcm methylase C^5mCWGG CG methylase ^5mCG	YGGC^5mCAGG YGGC^5mCG		YGG^5mCCR YGGC^5mCR
Eam1105 I	GACN₅GTC			GA^5mCN₅GTC^4 GACN₅GT^5mC^4
EcoO65 I	GGTNACC			GGTNAC^5mC^*4
EcoO109 I	RGGNCCY	dcm methylase C^5mCWGG	RGGNC^5mCTGG		RGGNC^5mCY
EcoR I	GAATTC	CG methylase ^5mCG	GAATT^5mCG	GAATT^5hmC GAA^5hmU^5hmUC	G^6mAATTC GA^6mATTC GAATT^5mC^*3
EcoR V	GATATC			GATAT^5mC GATAT^5hmC	G^6mATATC GAT^6mATC
EcoT14 I	CCWWGG
EcoT22 I	ATGCAT				ATG^5mCAT ATGC^6mAT
Eco52 I	CGGCCG	CG methylase ^5mCG	^5mCGGC^5mCG		^5mCGGCCG^4 CGGC^5mCG^4 CGG^5mCCG^*4
Eco81 I	CCTNAGG
Fba I	TGATCA	dam methylase G^6mATC	TG^6mATCA		TG^6mATCA
Fok I	GGATG (CATCC)			CAT^5mCC CATC^4mC CATC^5mC^*3	C^6mATCC GG^6mATG
Hae II	RGCGCY	CG methylase ^5mCG	RG^5mCGCY		RG^5mCGCY RGCG^5mCY^*3 RG^5hmCG^5hmCY
Hae III	GGCC			GGC^5mC	GG^5mCC^*3 GG^5hmC^5hmC
Hap II	CCGG	CG methylase ^5mCG	C^5mCGG		C^5mCGG
Hha I	GCGC	CG methylase ^5mCG	G^5mCGC		G^5mCGC GCG^5mC G^5hmCG^5hmC
Hinc II	GTYRAC			GTYRA^5mC GT^5mCGAC^*4	GTYR^6mAC GTYRA^5hmC
Hind III	AAGCTT			A^6mAGCTT AAGC^5hmU^5hmU	^6mAAGCTT AAG^5mCTT AAG^5hmCTT
Hinf I	GANTC			GANT^5mC^*3	G^6mANTC GANT^5hmC
Hin1 I	GRCGYC	CG methylase ^5mCG	GR^5mCGYC	GRCGY^5mC^3,4	GR^5mCGYC
Hpa I	GTTAAC			GTTAA^5mC	GTTA^6mAC GTTAA^5hmC G^5hmU^5hmUAAC
Kpn I	GGTACC			GGTA^5mCC GGTA^5mC^5mC GGTAC^5mC	GGT^6mACC GGTAC^4mC
Mbo I	GATC	dam methylase G^6mATC	G^6mATC	GAT^4mC GAT^5mC GA^5hmUC	G^6mATC GAT^5hmC
Mbo II	GAAGA (TCTTC)	dam methylase G^6mATC	GAAG^6mATC	T^5mCTT^5mC^*3 G^6mAAGA	GA^6mAGA GAAG^6mA

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
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	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 G^6mATC	RG^6mATCY	^6mAGATCY^*3	RG^6mATCY RGAT^4mCY RGAT^5mCY
Mlu I	ACGCGT	CG methylase ^5mCG	A^5mCG^5mCGT	^6mACGCGT	A^5mCGCGT
Msp I	CCGG			^4mCCGG C^4mCGG C^5mCGG^*3	^5mCCGG ^5hmC^5hmCGG
Mun I	CAATTG				CA^6mATTG
Nae I	GCCGGC	CG methylase ^5mCG	GC^5mCGGC GCCGG^5mCG		G^5mCCGGC GC^5mCGGC GCCGG^5mC
Nco I	CCATGG			CC^6mATGG	^4mCCATGG ^5mCCATGG
Nde I	CATATG			^5mCATATG
Nhe I	GCTAGC	CG methylase ^5mCG	GCTAG^5mCG		GCTAG^5mC
Not I	GCGGCCGC	CG methylase ^5mCG	G^5mCGGC^5mCGC	GCGGCCG^5mC	GCGG^5mCCGC GCGGC^5mCGC
Nru I	TCGCGA	dam methylase G^6mATC CG methylase ^5mCG	TCGCG^6mATC T^5mCG^5mCGA	TCG^5mCGA	T^5mCGCGA TCGCG^6mA
Nsb I	TGCGCA	CG methylase ^5mCG	TG^5mCGCA	TGCGC^6mA	TG^5mCGCA
PmaC I	CACGTG	CG methylase ^5mCG	CA^5mCGTG		CA^5mCGTG^*4
PshA I	GACN₄GTC	CG methylase ^5mCG	GA^5mCGN₃GTC	GACN₄GT^5mC^*4	GA^5mCN₄GTC^*4
PshB I	ATTAAT
Psp1406 I	AACGTT	CG methylase ^5mCG	AA^5mCGTT		AA^5mCGTT
Pst I	CTGCAG				^5mCTGCAG CTGC^6mAG C^5hmUGCAG
Pvu I	CGATCG	CG methylase ^5mCG	^5mCGAT^5mCG	CG^6mATCG	CGAT^4mCG CGAT^5mCG
Pvu II	CAGCTG				CAG^4mCTG CAG^5mCTG
RspRS II	TTAA
Sac I	GAGCTC			G^6mAGCTC GAGCT^5mC	GAG^5mCTC
Sac II	CCGCGG	CG methylase ^5mCG	C^5mCG^5mCGG		^5mCCGCGG C^5mCGCGG
Sal I	GTCGAC	CG methylase ^5mCG	GT^5mCGAC	GTCGA^5mC	GT^5mCGAC GTCG^6mAC
Sau3A I	GATC	CG methylase ^5mCG	GAT^5mCG	G^6mATC GA^5hmUC	GAT^4mC GAT^5mC^*3 GAT^5hmC
Sca I	AGTACT			AGTA^5mCT
Sfi I	GGCCN₅GGCC	dcm methylase C^5mCWGG CG methylase ^5mCG	GGC^5mCWGGN2GGCC GGCCN₅GGC^5mCWGG GGCCN₅GGC^5mCG	GG^5mCCN₅GG^5mCC	GG^4mCCN₅GGCC GGC^5mCN₅GGCC GGCCN₅GGC^5mC
Sma I	CCCGGG	CG methylase ^5mCG	CC^5mCGGG	C^5mCCGGG	^4mCCCGGG ^5mCCCGGG C^4mCCGGG CC^4mCGGG CC^5mCGGG^*3
Smi I	ATTTAAAT
SnaB I	TACGTA	CG methylase ^5mCG	TA^5mCGTA		T^6mACGT^6mA TA^5mCGTA
Spe I	ACTAGT				^6mACTAGT A^5mCTAGT
Sph I	GCATGC			GCATG^5mC G^5hmCATG^5hmC	GC^6mATGC
Sse8387 I	CCTGCAGG			^5mCGCCTGCAGG^5mCG^*4	^5mCCTGCAGG^4 C^5mCTGCAGG^4 CCTG^5mCAGG^4 CCTGC^6mAGG^4
Ssp I	AATATT			^6mAATATT
Stu I	AGGCCT	dcm methylase C^5mCWGG	AGGC^5mCTGG		AGG^5mCCT AGGC^4mCT AGGC^5mCT
Taq I	TCGA	dam methylase G^6mATC	TCG^6mATC	T^5mCGA	TCG^6mA T^5hmCGA
Tth111 I	GACN₃GTC			GA^5mCN₃GT^5mC GACN₃GT^5mC^*4
Van91 I	CCAN₅TGG	dcm methylase C^5mCWGG	C^5mCAGGN₃TGG		C^5mCAN₅TGG
VpaK11B I	GGWCC	dcm methylase C^5mCWGG CG methylase ^5mCG	GGWC^5mCWGG GGWC^5mCG		GGWC^5mC
Xba I	TCTAGA	dam methylase G^6mATC	TCTAG^6mATC		T^5mCTAGA^*3 TCTAG^6mA T^5hmCTAGA
Xho I	CTCGAG			CT^5mCGAG^{3, 4}	^5mCTCGAG CTCG^6mAG
Xsp I	CTAG			^5mCTAG

：

A or C

：

G or T

：

A or C or G or T

：

A or G

：

C or T

：

A or T

：

C or G

：

A or C or T

：

A or G or T

^4mC

：

N4-methyl cytosine

^5mC

：

C5-methyl cytosine

^5hmC

：

C5-hydroxymethyl cytosine

^6mA

：

N6-methyl adenine

CG methylase の場合には一部が切断できることもある。

Acc I

：

hemi-methylated GTMKA^5mC のunmethylated strand をゆっくりニッキングする。

Acc III

：

TC^5mCGGA をゆっくり切断する（1/75）。

Afa I

：

hemi-methylated GTA^5mC をゆっくり切断するが、bi-methylatedGTA^5mC を切断できない。

Ava II

：

GGWC^4mC 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（TGGC^5mCAGG）には、その切断速度は非常に遅く（1/50 以下）なる。

Bgl I

：

hemi-methylated GC^5mCN₅GGC、GC^4mCN₅GGC、GCCN₅GG^5mC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 AT^5mCGAT をゆっくり切断する。

EcoR I

：

hemi-methylated GAATT^5mC をゆっくり切断するが、bi-methylatedGAATT^5mC を切断できない。

Fok I

：

CATC^5mC をゆっくり切断する（1/2 ～1/4）。

Hae II

：

RGCG^5mCY を非常にゆっくり切断する。

Hae III

：

hemi-methylated GG^5mCC のunmethylated strand をニッキングする。

Hind III

：

hemi-methylated AAG^5mCTT をゆっくりと切断する。

Hinf I

：

GANT^5mC をゆっくり切断する（1/10）。

Hin1 I

：

GRCGY^5mC を非常にゆっくり切断する。

Kpn I

：

hemi-methylated GGTA^5mCC、GGTAC^5mC によって影響を受けることが報告されており、hemi-methylated GGTA^5mC^5mC をゆっくりと切断する。

Mbo II

：

hemi-methylated T^5mCTT^5mC 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

：

GGC^5mCGG を非常にゆっくり切断する。

Mva I

：

hemi-methylated CC^6mAGG、hemi-methylated^4mCCWGG のunmethylated strand をニッキングする。

Pst I

：

hemi-methylated ^5mCTG^5mCAG をゆっくりと切断する。

Pvu II

：

hemi-methylated ^5mCAG^5mCTG をゆっくりと切断する。

Sal I

：

hemi-methylated GT^5mCGAC をゆっくりと切断する。

Sau3A I

：

hemi-methylated GAT^5mC 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 CC^5mCGGG のunmethylated strand をニッキングする。

Spe I

：

hemi-methylated A^5mCTAGT をゆっくりと切断する。

Xba I

：

hemi-methylated T^5mCTAGA 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

：

CT^5mCGAG 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。

TaKaRa unpublished observations.

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