应用于PCR技术的DNA聚合酶

HefeiUniversity基因 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目：应用于PCR技术的DN课合酶别级号系争学姓名指导教师2015年12月26日应用于PC谡术的DN课合酶摘要DNA聚合酶作为聚合酶链式反应(PCR)的重要因素之一，在PCR过程中起着至关重要的作用，在某种意义上甚至可以说，PC敬术就是耐热DNAM合酶的技术。故综合研究聚合酶并改善其酶学性能，已成为分子生物学工作者关注的热点之一。本文就PCR^术产生至今DNAm合酶的研究历史及现状进行简要综述。关键词PCRQNA5合酶；酶学特性1DNA聚合酶的分类从大肠杆菌DNA聚合酶工被分离和鉴定至今的50年时间里，已有100多个DN咪合酶相关基因被克隆和测序，它们分别来自于嗜热极端细菌和古细菌。多种天然的和重组的耐热DNAm合酶也被鉴定和纯化，这些酶大部分是单体酶，在溶液中的分子量一般为80—115KD人们根据核普酸序列将大肠杆菌酶DNA聚合酶划分为四类，即DNA聚合酶工((FamilyA),DN咪合酶II(FamilyB),DNA聚合酶III(FamilyC)和其它的(FamilyX)。DN咪合酶工主要参与DNA损伤的修复，同时在半保留复制中起辅助作用。DNA聚合酶II堤DNAM制的主要酶［4］。与大肠杆菌DNA聚合酶工同源的为A群，该群除酵母线粒体DNA聚合工外，都来自于原核生物，对双脱氧核普酸抑制剂敏感，因此可用于DNA^列 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。包才E.col栖热菌属(Themus)的DNA聚合酶I、芽胞菌属(Bacillus)的DNA聚合酶I、噬菌体T5、以及升DNAM合酶等。与大肠杆菌DNAm合酶II同源的为B群，对双脱氧核普酸不敏感甚至可以接受诸如双脱氧一UTR生物素一dUTPl或荧光标记的dUTP］等修饰过的核普酸，因此这类DNAM合酶可用于聚合酶链式反应制备或标记核普酸。与大肠杆菌。NA聚合酶II洞源的为C群，C群可分为两个亚群，即以蛋白质引导的(protein-prime)和以RNA引导的(RNA-prime)DNA聚合酶。此外真核生物的俘一。NA聚合酶是已知最小的DNAm合酶，只有335个核普酸残基，与其它DNAm合酶缺乏同源f曾单列为X群。目前发现的耐热DNA聚合酶士WW于A群或B群。属于A群的都来源于真细菌，如来源于栖热属的Taq(Thermnusaquaticus)、Tth(T.themnophilus)、Tca(T.caldophilus)、Tfl(T.flavus)、Tfi(T.filiformis)以及来源于芽胞菌属的Bst(Bacillusstearothermnophilis);属于B群的耐热DNA聚合酶均来源于古细菌，如来源于高温球菌属的Tli(Theymococcuslitoralis)［5］、焦热球菌属的Pfu(Pyrococcus.furio-sus)和KOD1(Pyrococcussp.、硫叶菌属的Sac(Sulfolobusacidocaldarius)和Sso(S.solfataricus)等，大量来自B群的DNA聚合酶被称为a-likeDNA聚合酶，因为它们都具有一个保守的真核a-DNA聚合酶氨基酸序列，这些DN臊合酶都已经广泛应用于PCR^术中。2早期应用于PC敬术的DN膘合酶一Klenow片段1957年A.Kornberg等从大肠杆菌中分离出了一种以。NA为模板催化单核普酸聚合的103000Kd。活性区酶，称之为Kornberg酶，它是由单一多肤组成的球蛋白，相对分子量为域位于Leu516和His920之间，包括三种不同的酶活性，即5'-3'聚合酶活性、5'-3'外切酶活性和3'-5'外切酶活性。与其它种类的DN咪合酶一样，其催化单核普酸聚合的反应需要引物的存在，并且在37c时聚合活性最高，催化单核普酸聚合的速率为1000nt/min。Kornberg酶即为DNAM合酶工。聚合酶工可被枯草杆菌蛋白酶或胰蛋白酶裂解成两个活性片段，较大的C端片段称为Klenow片段，它仍具有5'-3'聚合酶和3'-5'核酸外切酶活性，但失去了5'-3'核酸外切酶活性。较小的N端片段只有5'—3'核酸外切酶活性。Klenow片段就是早期应用于PCR勺DN咪合酶。但是KlenowDNA聚合酶的缺点是在37c下催化。NA的合成，在60c时很快就失活，故每一轮PCRtB需要追加KlenowDNA聚合酶，使PCRR±程繁琐而复杂，同时其亲核反应的掺错率也居高不下，正因为上述缺点而限制了该酶在PCR反应中的应用。其后人们也曾将肠DNA聚合酶和肠DNAM合酶应用于PC或应，但是终因它们的热稳定性差而没能得到推广应用。3耐热TaqDNA聚合酶的发现和应用Themusaquatics是一种热栖的可在70℃~95c下生活的水生真细菌。1988年BandIIK.Saiki等从Thenmusaquatics中分离纯化到了TaqDNA聚合酶，并将其应用于PC叱术，取代了大肠杆菌Klenow片段，使PC制程实现了自动连续循环。TaqDNA聚合酶基因全长2496bp,编码832个氨基酸，蛋白分子量为94Kd,以Mg2+乍辅助因子，属于DNA聚合酶家族A,和大肠杆菌DN臊合酶I有非常高的同源性。其功能区域在287~832氨基酸之间，它是一种极端耐热的DN臊合酶，在92.5c酶活性可持续130min,95C可保持40min,97.5C5~6min仍可保持约50辆活性。Taq酶是第一个被应用于PCR的高热稳定DNA聚合酶，也是活性最高的一种耐热。NA聚合酶，具有3'-5'聚合酶活性和3'-5'外切酶活性，同时还存在非模板依赖性活性，但缺乏3'-5'外切酶活性，所以在。NA合成过程中对单核普酸错配没有校正功能，每一循环错配率高达2X10“核普酸碱基，不能很好地保证PCR产物的保真性，并且对于短距离PCRTaqDNA聚合酶尚可以，但对于长距离的片段（6kb以上的片段）就无法完成。近年来利用基因工程方法已经获得了缺少5'-3'外切核酸酶活性和具有3'-5'外切核酸酶活性的Taq酶，从而拓宽了Taq酶的应用范围。由于TaqDNAm合酶的发现，PCR技术才真正得以推广和应用。4有校正功能的耐热DN膘合酶应用干PCR^术自PC叱术问世以来人们一直在不断地寻找酶学性能好、保真度高的PCRffi。NA聚合酶。继TaqDNA聚合酶之后，人们又陆续发现了Vent.Deep,Pfu,Tg。和KODI等耐热的有校正功能的。NA聚合酶。PfuDNA聚合酶是从喜温的古细菌Pyrococcusfuriosus中获得，因其超强的纠错功能等特性受到人们极大的关注。该酶为2个蛋白亚基（CP45和P50）的多聚体，含775个氨基酸，分子量为90KtiPfuDNA聚合酶热稳定性极强，有5'-3'聚合酶活性和3'-5'外切核酸酶活性，所以在催化聚合反应的同时可纠正聚合反应过程中的错误掺入。Pfu酶以其比其它校正酶低2~60倍、比TaqDNA聚合酶低6—100倍的低错误率显示出极高的保真度，所以与其它的聚合酶相比，它使产物的错配率大大降低，特别是进行2kb以内的DNA^段的扩增，效果甚佳。来自PyrococcusSp.的KOD1是另外一个具有强的校正功能。NA聚合酶。其聚合酶基因含有一个由5013个碱基组成的开放阅读框，编码1671个氨基酸，分子量为193.2KD,比已知的其它耐热DNA聚合酶平均分子量大许多，其氨基酸序列与来自于Thetmococcuslitoralis的TliDN咪合酶有78%勺同源性。该酶属于聚合酶家族的A群，具有很强的3'-5'外切酶活性，而没有或有极弱的5'-3'外切核酸酶活性［Zo-211oKOD］酶热稳定性极强，在95c和100c的活性半衰期分别是12h和3h,其最适延伸温度为75C,延伸反应的最适pH是6.5,单核普酸聚合反应的错误掺入率与Pfu酶的相当，但是具有比Pfu酶高的延伸速率和持续合成能力。5耐热DN膘合酶应用于PCR^术所遇问题及展望近年来随着以测序为主要内容的人类基因组 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (HwnanGenomeProject,HGP)完成，HGPB进入了以基因功能研究为主的功能基因组学和蛋白质组学研究阶段，预计在未来10~20年里，人类将解读绝大多数模式生物的遗传密码。对于基因组功能的研究是人类系统、全面地解读和研究生命遗传物质的宏伟计划，具有重大的科学意义、经济效益和社会意义，因此世界各国都投入巨大的资金用于此项研究。但是，目前的主要困难之一是普通耐热聚合酶对高GC^高AT碱基对含量基因组DNA^cDNA扩增困难，还不能实现对上述特点基因组DNA和cDNA的顺利扩增，并且到目前为止尚无较好的解决办法，故综合研究聚合酶改善其酶学性能，通过获得适于扩增高GC^高AT碱基对含量基因组DN用口cDNA的聚合酶，解决上述基因组研究过程中的问题，具有一定的理论意义和实际应用价值。6小结酶的开发利用是现代生物技术的重要内容之一。利用基因重组以及定点突变等技术生产酶以及对酶基因进行修饰或 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 新基因是生物酶工程的主要内容。聚合酶链式反应(PCR)是一种体外快速扩增特定DNA片段的技术，是在由DNA模板、引物、dNTP,适当缓冲液等组成的反应混合物中，由DNA聚合酶催化，对一对寡核普酸引物所界定的DNA^断进行扩增的反应。在此过程中，DNA聚合酶起着关键性作用，所以自PCR支术产生至今，人们一直在通过各种手努力寻找高效特异地催化单核普酸聚合的DNAM合酶。