分子酶：DNA聚合酶的特性分享

Rose

PCR技术改变了现代分子生物学——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，故而该酶不能广为应用。
       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 。因此它比大肠杆菌DNA聚合酶具有极高的热稳定性。



       热稳定的DNA聚合酶目前在分子生物学、基因工程和分子诊断中应用最广泛，但具体的实用性取决于各种性能特征，如纠错率(保真度)、延伸率(合成能力)等。
       不同特性的DNA聚合酶可以解决DNA合成过程中遇到的问题 （图1），例如来自环境、临床(例如血液样本)、古代和法医样本的DNA扩增，这些困难样本中富含抑制物易导致扩增效率降低。扩增某些长片段或高GC含量的DNA或环状序列也可能出现类似问题。



图1. PCR扩增中跟样本有关的常见问题

       尽管热稳定的Taq聚合酶大大提高了PCR反应的应用性，但其本身依然存在缺点。例如由于其缺乏 3' → 5'核酸外切酶活性，因此降低了其在PCR扩增中的忠实性，限制了其在基因克隆和基因测序的应用。此外，该酶在室温下依然具有活性，易导致引物二聚体的产生而降低反应的特异性。
        针对这些缺点，一系列的改进优化，比如反应缓冲液的优化、加入热启动技术、使用基因工程技术改造Taq DNA聚合酶等等，以加强酶的稳定性、特异性、扩增能力等。
       随着分子诊断技术不断革新，对PCR反应的速度、灵敏度、特异性和多重扩增能力也有了更高的要求，而优质的DNA Taq聚合酶则是满足这些要求的重要奠基石。
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<hr/>       信励致和在Taq聚合酶研发和生产方面具有丰富经验，一直为分子科研和各行业诊断研发企业提供优质的分子核心酶。

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