PCR 技术:Taq DNA 聚合酶表征!
aq DNA 聚合酶是从 Thermusaquaticus yT1 菌株中分离出来的。yT 是一种嗜热真菌,可在 70 至 75 ℃ 下生长°C.该细菌于1969年从美国黄石国家森林公园的火山温泉中分离出来。
1、酶活性和热稳定性
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200,000单位/毫克。每个酶分子每秒可以以 75 至 80 的速度延伸约 150 个核苷酸°C.,延伸速率在70°时大于60个核苷酸/秒,在55°时大于24个核苷酸/秒。温度过高(90℃以上)或过低(22℃)都会影响Taq DNA聚合酶的活性,尽管这种酶在90℃以上几乎不合成DNA°C。
但它确实具有良好的热稳定性,在PCR循环的高温条件下仍能保持较高的活性。92.5°C,95°C、97.5°C,PCR混合物中的Taq DNA聚合酶分别测试130分钟、40分钟和5分钟。约 6 分钟后,仍可维持 50% 的活性。实验表明PCR反应时变性温度为95°C ~ 20 秒,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能够用于PCR反应的先决条件,也是PCR反应能够迅速发展和广泛应用的原因。Taq DNA聚合酶也具有逆转录活性,其作用类似于逆转录酶。此活动温度一般为65~68°C.当Mn2+存在时,其逆转录活性较高。
2. 离子依赖性
aqDNA聚合酶是一种Mg2+依赖性酶,该酶的催化活性对Mg2+浓度非常敏感。以活性极低的鲑鱼精子DNA为模板,当dNTP浓度为0.7~0.8mmol/L时,用不同浓度的Mg2+进行PCR反应,反应持续10分钟。测定结果表明,当Mgcl2浓度为2.0mmol/L时,酶的催化活性最高。这个浓度可以最大程度地激活TaqDNA聚合酶的活性。如果Mg2+过高,酶活性会受到抑制。
当Mgcl2浓度为10mmol/L时,可抑制40-50%的酶活性。由于Mg2+可以与dNTPs结合,影响PCR反应液中游离Mg2+的浓度,因此在不同的反应体系中应适当调整和优化Mgcl2的浓度。专注。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可使Taq DNA聚合酶的催化活性提高50~60%。
最佳浓度为50mmol/L。当高于75mmol/L时,酶的活性明显受到抑制。
3. 忠诚度
TaqDNA聚合酶具有5'→3'聚合酶活性和5'→3'核酸外切酶活性,但没有3'→5'核酸外切酶活性。不具有Klenow酶的3'→5'校对活性。因此,如果PCR反应过程中出现某些碱基错配,该酶就没有校正功能。Taq DNA聚合酶碱基错配的概率为2.1×10-4。
4. 抑制剂
低浓度的尿素、甲酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSD)对Taq DNA聚合酶的催化活性没有影响。极低浓度的离子表面活性剂如脱氧胆碱酸钠(小于0.06%)、十二烷基肌氨酸钠(小于0.02%)、十二烷基硫酸钠(SDS,小于0.01%)几乎可以完全抑制酶的活性。非离子表面活性剂使用较高浓度(Tween20、NP-40和Tritox-100)如>5%会抑制酶的活性。