Fok1（Fok-1）とは、Flavobacterium okeanokoitesに自然に見られる酵素であり、N末端のDNA結合ドメインとC末端の非特異的DNA切断ドメインからなるIIS型制限酵素である。分子量は65.4 kDaであり、587アミノ酸で構成される。Fok1がそのDNA結合ドメインによりDNA上の認識配列5'-GGATG-3'にて二本鎖DNAに結合すると、Fok1のDNA切断ドメインが活性化され、配列特異性なしに、認識部位に最も近い位置にあるヌクレオチド、片方のDNA鎖の9ヌクレオチド下流およびもう片方のDNA鎖の13ヌクレオチド上流を切断する。
DNA結合ドメイン 認識ドメインは、ヘリックスターンヘリックスを含むカタボライト遺伝子活性化タンパク質のDNA結合ドメインに進化的に関連する3つのサブドメイン（D1、D2、D3）で構成される。
DNA切断ドメイン DNA切断は非特異的切断ドメインによって行われる。このドメインでは、切断ドメインの平行ヘリックスα4およびα5とループP1およびP2によって二量体化形成面が形成される。
活性化 Fok1がDNAと結合していないとき、DNA切断ドメインはDNA結合ドメインによって隔離されている。DNA結合ドメインが標的DNAの認識部位に結合すると、DNA結合ドメインの立体構造が変化することによってDNA切断ドメインが開放される。認識ドメインが配列特異的にDNAに結合し、かつマグネシウムイオンが存在する場合、二量体化によって切断が起こる。
利用 Fok1のDNA切断ドメインは、研究目的にて、ジンクフィンガー （ ジンクフィンガーヌクレアーゼを参照）や不活性Cas9Tsai, S. Q. et al. (2014). Dimeric CRISPR RNA-guided Fok1 nucleases for highly specific genome editing. Nature Biotechnol. 32, 569–576 Guilinger, J. P., Thompson, D. B. & Liu, D. R. (2014). Fusion of catalytically inactive Cas9 to Fok1 nuclease improves the specificity of genome modification. Nature Biotechnol. 32, 577–582 Wyvekens, N., Topkar, V. V., Khayter, C., Joung, J. K. & Tsai, S. Q. (2015). Dimeric CRISPR RNA-guided Fok1-dCas9 nucleases directed by truncated gRNAs for highly specific genome editing. Hum. Gene Ther. 26, 425–431 などのさまざまなDNA結合ドメインと組み合わせて使用されている。
脚注