Taq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌(Thermusaquaticus)yT1株分离提取的・yT是 一种嗜热真细菌,能在70~75℃生长・该菌是1969年从美国黄石国家森林公园火山温泉中分离的。TaqDNA聚合酶是Mg2+依赖性酶,该酶的催化活性对Mg2+浓度非常敏感.以活性程度 很低的鲑鱼精子DNA为模板,dNTP的浓度为0.7~0.8mmol/L时,用不同浓度Mg2+进行 PCR反应10min,测定结果为Mgcl2浓度在2.0mmol/L时该酶催化活性最高,此浓度能最 大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性,Mg2+过高就抑制酶活性,当Mgcl2浓度在 10mmol/L时可抑制40~50%的酶活性.由于Mg2+能与dNTP结合而影响PCR反应液中游离 的Mg2+浓度,因而Mgcl2的浓度在不同的反应体系中应适当调整,优化浓度.一般反应 中Mg2+浓度至少应比dNTP总浓度高0.5~1.0mmol/L.适当浓度的KCL能使Taq DNA聚合 酶的催化活性提高50~60%,其最适浓度为50mmol/L,高于75mmol/L时明显抑制该酶 的活性.
taq_TaqDNA聚合酶 -简介
Taq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌(Thermusaquaticus)yT1株分离提取的.yT是 一种嗜热真细菌,能在70~75℃生长.该菌是1969年从美国黄石国家森林公园火山温泉中分离的。该酶基因全长2496个碱基,编码832个氨基酸,酶蛋白分子为 94KDa.其比活性为200000单位/mg.75~80℃时每个酶分子每秒钟可延伸约150个核苷 酸,70℃延伸率大于60个核苷酸/秒,55℃时为24个核苷酸/秒.温度过高(90℃以上) 或过低(22℃)都可影响Taq DNA聚合酶的活性,该酶虽然在90℃以上几乎无DNA合成, 但确有良好的热稳定性,在PCR循环的高温条件下仍能保持较高的活性.在92.5℃、95℃ 、97.5℃时,PCR混合物中的Taq DNA聚合酶分别经130min,40min和5~6min后,仍可 保持50%的活性,实验表明.PCR反应时变性温度为95℃~20sec,50个循环后,Taq DNA聚合酶仍有65%的活性.Taq DNA聚合酶的热稳定性是该酶用于PCR反应的前提条 件,也是PCR反应能迅速发展和广泛应用的原因.Taq DNA聚合酶还具有逆转录活性, 其作用于类似逆转录酶.此活性温度一般为65~68℃,有Mn2+存在时,其逆转录活性 更高.
taq_TaqDNA聚合酶 -催化活性
TaqDNA聚合酶是Mg2+依赖性酶,该酶的催化活性对Mg2+浓度非常敏感.以活性程度 很低的鲑鱼精子DNA为模板,dNTP的浓度为0.7~0.8mmol/L时,用不同浓度Mg2+进行 PCR反应10min,测定结果为Mgcl2浓度在2.0mmol/L时该酶催化活性最高,此浓度能最 大限度地激活TaqDNA聚合酶的活性,Mg2+过高就抑制酶活性,当Mgcl2浓度在 10mmol/L时可抑制40~50%的酶活性.由于Mg2+能与dNTP结合而影响PCR反应液中游离 的Mg2+浓度,因而Mgcl2的浓度在不同的反应体系中应适当调整,优化浓度.一般反应 中Mg2+浓度至少应比dNTP总浓度高0.5~1.0mmol/L.适当浓度的KCL能使Taq DNA聚合 酶的催化活性提高50~60%,其最适浓度为50mmol/L,高于75mmol/L时明显抑制该酶 的活性.
taq_TaqDNA聚合酶 -校对活性
该酶无校对活性,易产生错配碱基。
TaqDNA聚合酶的种类
a,保真性的一个通用标准是错配率,错配率越低保真性越好。普通 Taq 酶的错配率在 10 -5 碱基 / 循环数,而高保真 Taq 酶错配率可降到 10 -6 数量级,大大降低了出错的可能性;它适合对 PCR 保真性要求较高的实验,如基因筛选、测序、突变检测等等。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。市面上主要有两类产品:一类是混合型的高保真酶,将带有 Proofreading 活性的酶与普通 Taq 酶(用于提高扩增效率)混合起来;另一类是单一型的高保真酶。
b,热启动Taq酶(高特异Taq酶):在 PCR 第一个循环变性之前,有一个升温的过程,引物和模板会有一些非特异性配对,如果这时 Taq 酶发挥活性,就很容易产生非特异性扩增,由于循环初期模板量非常少,产生的非特异性条带经过后面的指数扩增,就会严重干扰目的片段的扩增,甚至导致特异性条带不能扩出;而热启动 Taq 酶是必需经过高温才能激活的酶,因此在初始循环的变性之前它没有活性,不会产生非特异性扩增,这就大大提高了 PCR 扩增的特异性。
c,高耐热Taq酶: 对于有些模板变性温度较高,需要时间较长,可能要求高耐热性 Taq 酶,如 NEB 公司的 Vent 和 Deep Vent DNA 聚合酶系列,两者都是从海底火山口分离出来后克隆的,是普通 Taq 酶耐热性的三倍以上,前者在 95°C 半衰期近 7 小时, 100°C 近 2 小时;而后者分别为 23 小时和 8 小时。
d,超长片段扩增Taq酶:对于作基因组图谱、测序及分子遗传学研究的科研人员,可能会用到超长片段的扩增, Clontech 公司的 Advantage Genomic 系列混有 Tth DNA 聚合酶, Proofreading 酶和热启动抗体,对复杂模板可扩增 10kb 片段,简单模板可达 40kb 。
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