分子诊断必修课，PCR核心Taq酶的前世今生和修饰改造！

PCR技术改变了现代分子生物学，而Taq DNA聚合酶改变了PCR。

Taq DNA聚合酶是PCR反应中最核心的酶， 最初用于PCR的DNA聚合酶是20世纪70年代初期由Klenow发现的来源于大肠杆菌 DNA聚合酶I上的 Klenow片段来生成新的子链，但是这种大肠杆菌酶对热敏感，易受到变性阶段高温的破坏，从而无法继续进行退火和延伸步骤。因此，需要在扩增全程每个循环的退火步骤中重新补充添加酶。

1976年，一种更稳定的Taq DNA聚合酶从一种叫做水生栖热菌（Thermus aquaticus）的嗜热细菌中分离出来，这种细菌是从美国黄石国家森林公园的火山温泉中分离得到的，生长在70-75℃极富矿物质的高温环境中 。因此，Taq DNA聚合酶具有极高的热稳定性，或许能够承受PCR的热变性步骤。

1988年，Saiki等将Taq DNA聚合酶用于体外PCR扩增，不但实现了PCR自动化，还因为提高了退火和延伸温度而提高了产物特异性。这个研究鼓励了更多的技术人员使用Taq DNA聚合酶进行PCR。

1989年，Lawyer等利用特异性探针从Taq DNA聚合酶基因文库中钓取了Taq DNA聚合酶全长基因，最终得到一个2499bp的编码序列，GC%高达68%，他们将该基因克隆到大肠杆菌中，通过诱导表达和分离纯化得到纯的Taq DNA聚合酶。

与大肠杆菌 DNA聚合酶相比， Taq DNA 聚合酶具有很高的热稳定性，在92.5℃、95℃和97.5℃时，其半衰期分别为130、40和5分钟，并且能够获得更长的PCR扩增子，具有更高的灵敏度、特异性和得率。