鶴崗市熱啟動Taq酶研發(fā)
發(fā)布時間：2022-10-28 01:36:24
鶴崗市熱啟動Taq酶研發(fā)
熱啟動酶是耐高溫的依賴于DNA模板的DNA聚合酶，來源于嗜熱的嗜熱水生菌Thermus aquaticus YT一1，一般應用于PCR反應。TaqDNA聚合酶是一種M92+依賴酶，反應體系中須有Mg2+存在，然而保持適當?shù)腗g2+濃度十分重要，因為Mg2+濃度過高或過低均會影響引物與模板的結合、模板與PCR產(chǎn)物的解鏈溫度、引物二聚體的形成以及酶的活性與精 確性。
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選擇靈敏度高的熱啟動Taq酶。一般說，Taq酶的擴增效率高，靈敏度就高，但也有不一致的情況。如果要擴增的樣本目標基因豐度較低，建議對Taq酶的擴增靈敏度進行檢測。常見的檢測方法是將目標基因質(zhì)粒片段進行10倍或5倍梯度稀釋，在較低的幾個稀釋度進行PCR檢測，選擇檢測靈敏度較高的熱啟動Taq酶。目前國內(nèi)市場上常用的ABI、Bioline、Biog的擴增靈敏度都比較高，但知名品牌T的靈敏度略低，研究者可根據(jù)自身的實驗要求進行選擇。
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分子診斷是當代醫(yī)學發(fā)展的重要前沿領域之一，其核心技術是基因診斷，常規(guī)技術包括：（1）聚合酶鏈式反應（PCR）；（2）DNA測序（DNA sequencing）；（3）熒光原位雜交技術（FISH）；（4）DNA印跡技術（ DNA blotting ）；（5）單核苷酸多態(tài)性（SNP）；（6）連接酶鏈反應（LCR）；（7）基因芯片技術（gene chip）。
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Taq DNA聚合酶具有很高的加工合成特性，在適反應溫度時，dNTP的摻入速度為35～100 nt/（s．酶分子），擴增長度可達7.6 kb。在低溫條件下，Taq DNA聚合酶的活性明顯降低，導致此酶在模板內(nèi)局部二級結構區(qū)域的延伸能力受阻或前進速率常數(shù)與解離常數(shù)的比值發(fā)生改變。在較高的溫度（95℃以上）時，很少有DNA合成；在體外，DNA在較高溫度時的合成速度受到引物或引物鏈與模板鏈雙鏈結構穩(wěn)定性的限制。由于Taq DNA聚合酶的適反應溫度高達75～80℃，故退火溫度和延伸溫度均可適當提高，這限制了非特異性擴增產(chǎn)物的出現(xiàn)，增加了PCR反應的特異性。
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熱啟動Taq酶的產(chǎn)生：在PCR的反應過程中，主要有三個階段：變性、復性、延伸。Taq DNA聚合酶的復性溫度是72℃，但其在低溫下也有活性（活性較弱），也能催化引物與模板復性，只是錯配率高，發(fā)生非特異性復性機率大。這樣在未達到72℃之前，反應在Taq酶聚合下不斷擴增出非特異性產(chǎn)物，而使實驗失敗。在傳統(tǒng)的PCR反應中，這樣由低溫上升至高溫的過程中，引物錯配和二聚體的形成機率非常高，Hot Start Taq DNA聚合酶就是讓PCR反應一開始就在大于70℃下進行。當溫度較低時，酶活性被封閉，當溫度大于一定溫度時酶又開始工作。這樣就避免了在低溫下復性、延伸的過程，消除引物錯配和二聚體形成，減少非特異性產(chǎn)物的產(chǎn)生。我們是如何對Hotstart Taq酶修飾而讓它只在高溫下才能發(fā)揮活性？這就是Hot Start taq酶的作用原理。
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分子診斷的主要技術有核酸分子雜交、聚合酶鏈反應和生物芯片技術。1.核酸分子雜交技術 具有一定互補序列和核苷酸單鏈在液相或固相中按堿基互補配對原則締合成異質(zhì)雙鏈的過程，稱為核酸分子雜交。雜交的雙方是待測核酸序列和探針序列。應用該技術可對特定DNA或RNA序列進行定性或定量檢測。2.聚合酶鏈反應（即Polymerase chain reaction，PCR）原理：PCR是模板DNA，引物和四種脫氧核糖核昔三磷酸（dNTP）在DNA聚合酶作用下發(fā)生酶促聚合反應，擴增出所需目的DNA。包括三個基本步驟：雙鏈DNA模板加熱變性成單鏈（變性）；在低溫下引物與單鏈DNA互補配對（退火）；在適宜溫度下TapDNA聚合酶催化引物沿著模板DNA延伸。3.生物芯片技術是近年發(fā)展起來的分子生物學與微電子技術相結合的核酸分析檢測技術。起初的生物芯片技術主要目標是用于DNA序列測定、基因表達譜鑒定和基因突變體檢測和分析，所以又稱為DNA芯片或基因芯片技術。由于這一技術已擴展至免疫反應、受體結合等非核酸領域，出現(xiàn)了蛋白質(zhì)芯片、免疫芯片、細胞芯片、組織芯片等，所以改稱生物芯片技術更符合發(fā)展趨勢。