クレノウ断片

クレノウ断片は、大腸菌由来のDNAポリメラーゼIがプロテアーゼサブチリシンによって酵素的に切断されたときに生成される大きなタンパク質断片である。1970年に初めて報告された^[1]この断片は、5'→3'ポリメラーゼ活性と、プリコーディングヌクレオチドの除去と校正のための3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を保持しているが、5'→3'エキソヌクレアーゼ活性を失っている。

大腸菌の DNA ポリメラーゼ I がサブチリシンによって切断されたときに形成されるもう 1 つの小さな断片は、5' → 3' エキソヌクレアーゼ活性を保持しますが、クレノウ断片によって示される他の 2 つの活性 (つまり、5' → 3' ポリメラーゼ活性と 3' → 5' エキソヌクレアーゼ活性) を持ちません。

大腸菌由来の DNA ポリメラーゼ I の 5' → 3' エキソヌクレアーゼ活性は多くの用途には適さないため、この活性を欠くクレノウ断片は研究に非常に役立ちます。クレノウ断片は、次のような研究ベースのタスクに非常に役立ちます。

• 一本鎖テンプレートからの二本鎖DNAの合成
• DNA断片の後退した3'末端を埋めて5'突出部分を平滑にする
• 突出した3フィートのオーバーハングを消化する
• 放射性 DNAプローブの調製

クレノウフラグメントは、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）プロセスでDNAセグメントを大幅に増幅するために使用された元の酵素でもありました^[2]が、その後Taqポリメラーゼなどの耐熱性DNAポリメラーゼに置き換えられました^[3]。

大腸菌由来のDNA ポリメラーゼ Iの5' → 3'エキソヌクレアーゼ活性 が望ましくないのと同様に、クレノウ断片の 3' → 5'エキソヌクレアーゼ活性も、特定の用途では望ましくない場合があります。この問題は、クレノウをコードする遺伝子に変異を導入することで克服できます。これにより、5' → 3' ポリメラーゼ活性を保持しながらも、エキソヌクレアーゼ活性をまったく持たない酵素の形態 (5' → 3' または 3' → 5') が発現します。この酵素の形態は、エキソクレノウ断片と呼ばれます。

エキソクレノウフラグメントは、マイクロアレイの蛍光標識反応の一部で使用されるほか、DNAアダプターをDNAフラグメントに連結するプロセスの重要なステップであるdAおよびdTテーリングにも使用され、次世代シーケンシング用のDNAライブラリを準備する際によく使用されます。（例えば[1]を参照）

• 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)における Klenow+Fragment
• vivo.colostate.edu の図