Klenowとt4dna polymeraseの大きな違いは、Klenowフラグメントが大腸菌のDNA polymerase 1の大きなフラグメントであるのに対し、t4dna polymeraseはファージT4のDNA polymerase 1である点である。

DNAポリメラーゼは、既存のプライマーの3′-OH末端にデオキシリボ核酸を付加してDNAを形成することを触媒する酵素である。DNAポリメラーゼには様々な種類がある。分子生物学で用いられるDNAポリメラーゼの多くは原核生物のDNAポリメラーゼであり、原核生物由来のDNAポリメラーゼとしては、クレノウ・フラグメントとt4dnaポリメラーゼがある。Klenowとt4dnaポリメラーゼは共に5′→3′ポリメラーゼと3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性を持っている。いずれも5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性を欠き、分子生物学における多くの用途に適している。

カタログ

1.概要と主な違い 2.今はどうなっているのか 3.t4dnaポリメラーゼとは 4.klenowとt4dnaポリメラーゼの類似点 5.横並び比較-klenowとt4dnaポリメラーゼの表形式 6.まとめ

クリンソウは何ですか？

Klenowフラグメントは、分子生物学に有用なDNAポリメラーゼである。大腸菌のDNAポリメラーゼ1がバクテリアのプロテアーゼ（サブチリシン）によって加水分解されると、大きな断片と小さな断片の2つが生成する。Klenow断片はサイズ68kdaの大きな断片で、Klenow断片はDNA Pol Iの5→3´ポリメラーゼ活性と3→5´核酸エキソヌクレアーゼ（校正）活性を持っており、重合の際に間違って付加した塩基を除くのに役立っている。Klenowフラグメントは5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性を持たず、完全長または無傷の大腸菌DNAポリメラーゼによって発現される1。Klenowフラグメントは、重合活性のみが必要な場合に有利です。Klenowフラグメントは、5'アウトストレッチの充填、プローブ合成、DNA配列決定、二本鎖DNA合成、cDNA二本鎖合成、センチネル変異に使用されています。

図01：クレノフクリップ

また、Klenowフラグメントの3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性も、用途によっては好ましくないものになる。Klenowフラグメントをコードする遺伝子に変異を導入することで除去することができる。このようにしてできたクレノフフラグメントをエキソクレノフフラグメントと呼びます。従って、エキソクレノフラグメントは大腸菌ポリメラーゼ1の5′→3′ポリメラーゼ活性のみを有することになる。

T4 DNA ポリメラーゼ（T4 DNA ポリメラーゼ）は何ですか？

t4dnaポリメラーゼは、DNAの合成を触媒するDNAポリメラーゼである。ファージT4によってコード化されたタンパク質である。構造的には、t4dna ポリメラーゼは 898 アミノ酸残基（分子量 103.6 kda）のタンパク質である。その合成を触媒するために、鋳型とプライマーを必要とします。

図02：T4 DNAポリメラーゼ

Klenowフラグメントと同様に、t4dnaポリメラーゼは5′→3′ポリメラーゼと3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性を併せ持つ。また、5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性を持たない。t4dnaポリメラーゼは、DN**セグメントの5′バーストエンドを埋めるために使用することができる。t4dnaポリメラーゼは、3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ（プルーフリーディング）活性がKlenowフラグメントの200倍以上と強く、ブラントクローニングによく使われる。最も重要なことは、t4dnaポリメラーゼが高い処理能力（1秒間に400ヌクレオチド）を持っていることである。

クリンソウとT4 DNA ポリメラーゼの共通点

• 原核生物のポリメラーゼとしては、Klenowとt4dnaポリメラーゼがある。
• 両ポリメラーゼは5′→3′ポリメラーゼと3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性を有する。
• 5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性は持っていない。
• どちらの酵素も、DNAの合成を触媒するためには、鋳型とプライマーを必要とします。
• これらの酵素は75 0℃で熱不活性化することができる

クリンソウとT4 DNA ポリメラーゼの違い

klenowフラグメントはバクテリア由来であるのに対し、t4dnaポリメラーゼはウイルス性ファージ由来であるため、t4dnaポリメラーゼはklenowフラグメントよりも高い処理能力を持つ。また、t4dnaポリメラーゼはKlenowフラグメントよりも高い校正活性を持っている。したがって、この点もKlenowとt4dnaポリメラーゼの違いである。

下のインフォグラフィックは、KlenowとT4 DNAポリメラーゼのさらなる違いを表形式で示したものである。

概要 - クリンソウ vs. T4 DNA ポリメラーゼ

Klenowフラグメントは、大腸菌のDNAポリメラーゼ1の大きな断片である。5′→3′ポリメラーゼと3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性のみを持っている。無傷の大腸菌DNA pol1の5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性を欠く。このように、Klenowフラグメントはバクテリアポリメラーゼである。一方、t4dnaポリメラーゼはファージT4がコードするポリメラーゼである。Klenowフラグメントと同様に、5′→3′ポリメラーゼ活性と3′→5′核酸エキソヌクレアーゼ活性の両方を持ち、5′→3′核酸エキソヌクレアーゼ活性を欠く。しかし、t4dnaポリメラーゼはKlenowフラグメントよりも高い処理能力および校正活性を有している。したがって、この点がKlenowとt4dnaポリメラーゼの重要な違いである。

引用

1DNA Polymerase, T4. "DNA Polymerase, T4 - The Worthington Enzyme Handbook", available here. 2Litty, Lauer and Bernard Pebal.「DNAポリメラーゼ、T4」。"Enzymes used in molecular biology: a useful guide", Journal of Cell Communication and Signalling, Springer Verlag, The Netherlands, June 2008, available here.2 Lydie, Lauer and Bernard Pebal."Enzymes used in molecular biology: a useful guide", Journal of Cell Communication and Signalling, Springer Publishing, The Netherlands, 2008年6月。