Taq DNA聚合酶是從一種水生棲熱菌(Thermusaquaticus)yT1株分離提取的?yT是 一種嗜熱真細(xì)菌,能在70~75℃生長(zhǎng)?該菌是1969年從美國(guó)黃石國(guó)家森林公園火山溫泉中分離的。TaqDNA聚合酶是Mg2+依賴性酶,該酶的催化活性對(duì)Mg2+濃度非常敏感.以活性程度 很低的鮭魚精子DNA為模板,dNTP的濃度為0.7~0.8mmol/L時(shí),用不同濃度Mg2+進(jìn)行 PCR反應(yīng)10min,測(cè)定結(jié)果為Mgcl2濃度在2.0mmol/L時(shí)該酶催化活性最高,此濃度能最 大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性,Mg2+過(guò)高就抑制酶活性,當(dāng)Mgcl2濃度在 10mmol/L時(shí)可抑制40~50%的酶活性.由于Mg2+能與dNTP結(jié)合而影響PCR反應(yīng)液中游離 的Mg2+濃度,因而Mgcl2的濃度在不同的反應(yīng)體系中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整,優(yōu)化濃度.一般反應(yīng) 中Mg2+濃度至少應(yīng)比dNTP總濃度高0.5~1.0mmol/L.適當(dāng)濃度的KCL能使Taq DNA聚合 酶的催化活性提高50~60%,其最適濃度為50mmol/L,高于75mmol/L時(shí)明顯抑制該酶 的活性.
taq_TaqDNA聚合酶 -簡(jiǎn)介
Taq DNA聚合酶是從一種水生棲熱菌(Thermusaquaticus)yT1株分離提取的.yT是 一種嗜熱真細(xì)菌,能在70~75℃生長(zhǎng).該菌是1969年從美國(guó)黃石國(guó)家森林公園火山溫泉中分離的。該酶基因全長(zhǎng)2496個(gè)堿基,編碼832個(gè)氨基酸,酶蛋白分子為 94KDa.其比活性為200000單位/mg.75~80℃時(shí)每個(gè)酶分子每秒鐘可延伸約150個(gè)核苷 酸,70℃延伸率大于60個(gè)核苷酸/秒,55℃時(shí)為24個(gè)核苷酸/秒.溫度過(guò)高(90℃以上) 或過(guò)低(22℃)都可影響Taq DNA聚合酶的活性,該酶雖然在90℃以上幾乎無(wú)DNA合成, 但確有良好的熱穩(wěn)定性,在PCR循環(huán)的高溫條件下仍能保持較高的活性.在92.5℃、95℃ 、97.5℃時(shí),PCR混合物中的Taq DNA聚合酶分別經(jīng)130min,40min和5~6min后,仍可 保持50%的活性,實(shí)驗(yàn)表明.PCR反應(yīng)時(shí)變性溫度為95℃~20sec,50個(gè)循環(huán)后,Taq DNA聚合酶仍有65%的活性.Taq DNA聚合酶的熱穩(wěn)定性是該酶用于PCR反應(yīng)的前提條 件,也是PCR反應(yīng)能迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的原因.Taq DNA聚合酶還具有逆轉(zhuǎn)錄活性, 其作用于類似逆轉(zhuǎn)錄酶.此活性溫度一般為65~68℃,有Mn2+存在時(shí),其逆轉(zhuǎn)錄活性 更高.
taq_TaqDNA聚合酶 -催化活性
TaqDNA聚合酶是Mg2+依賴性酶,該酶的催化活性對(duì)Mg2+濃度非常敏感.以活性程度 很低的鮭魚精子DNA為模板,dNTP的濃度為0.7~0.8mmol/L時(shí),用不同濃度Mg2+進(jìn)行 PCR反應(yīng)10min,測(cè)定結(jié)果為Mgcl2濃度在2.0mmol/L時(shí)該酶催化活性最高,此濃度能最 大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性,Mg2+過(guò)高就抑制酶活性,當(dāng)Mgcl2濃度在 10mmol/L時(shí)可抑制40~50%的酶活性.由于Mg2+能與dNTP結(jié)合而影響PCR反應(yīng)液中游離 的Mg2+濃度,因而Mgcl2的濃度在不同的反應(yīng)體系中應(yīng)適當(dāng)調(diào)整,優(yōu)化濃度.一般反應(yīng) 中Mg2+濃度至少應(yīng)比dNTP總濃度高0.5~1.0mmol/L.適當(dāng)濃度的KCL能使Taq DNA聚合 酶的催化活性提高50~60%,其最適濃度為50mmol/L,高于75mmol/L時(shí)明顯抑制該酶 的活性.
taq_TaqDNA聚合酶 -校對(duì)活性
該酶無(wú)校對(duì)活性,易產(chǎn)生錯(cuò)配堿基。
TaqDNA聚合酶的種類
a,保真性的一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)是錯(cuò)配率,錯(cuò)配率越低保真性越好。普通 Taq 酶的錯(cuò)配率在 10 -5 堿基 / 循環(huán)數(shù),而高保真 Taq 酶錯(cuò)配率可降到 10 -6 數(shù)量級(jí),大大降低了出錯(cuò)的可能性;它適合對(duì) PCR 保真性要求較高的實(shí)驗(yàn),如基因篩選、測(cè)序、突變檢測(cè)等等。高保真 Taq 酶的保真原理是:高保真 Taq 酶具有 3‘ 到 5’ 核酸外切酶的活性。市面上主要有兩類產(chǎn)品:一類是混合型的高保真酶,將帶有 Proofreading 活性的酶與普通 Taq 酶(用于提高擴(kuò)增效率)混合起來(lái);另一類是單一型的高保真酶。
b,熱啟動(dòng)Taq酶(高特異Taq酶):在 PCR 第一個(gè)循環(huán)變性之前,有一個(gè)升溫的過(guò)程,引物和模板會(huì)有一些非特異性配對(duì),如果這時(shí) Taq 酶發(fā)揮活性,就很容易產(chǎn)生非特異性擴(kuò)增,由于循環(huán)初期模板量非常少,產(chǎn)生的非特異性條帶經(jīng)過(guò)后面的指數(shù)擴(kuò)增,就會(huì)嚴(yán)重干擾目的片段的擴(kuò)增,甚至導(dǎo)致特異性條帶不能擴(kuò)出;而熱啟動(dòng) Taq 酶是必需經(jīng)過(guò)高溫才能激活的酶,因此在初始循環(huán)的變性之前它沒(méi)有活性,不會(huì)產(chǎn)生非特異性擴(kuò)增,這就大大提高了 PCR 擴(kuò)增的特異性。

c,高耐熱Taq酶: 對(duì)于有些模板變性溫度較高,需要時(shí)間較長(zhǎng),可能要求高耐熱性 Taq 酶,如 NEB 公司的 Vent 和 Deep Vent DNA 聚合酶系列,兩者都是從海底火山口分離出來(lái)后克隆的,是普通 Taq 酶耐熱性的三倍以上,前者在 95°C 半衰期近 7 小時(shí), 100°C 近 2 小時(shí);而后者分別為 23 小時(shí)和 8 小時(shí)。
d,超長(zhǎng)片段擴(kuò)增Taq酶:對(duì)于作基因組圖譜、測(cè)序及分子遺傳學(xué)研究的科研人員,可能會(huì)用到超長(zhǎng)片段的擴(kuò)增, Clontech 公司的 Advantage Genomic 系列混有 Tth DNA 聚合酶, Proofreading 酶和熱啟動(dòng)抗體,對(duì)復(fù)雜模板可擴(kuò)增 10kb 片段,簡(jiǎn)單模板可達(dá) 40kb 。
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