逆轉錄酶與Taq DNA聚合酶的特點及應用介紹
瀏覽次數:5192 發布日期:2022-4-28
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酶是一類極為重要的生物催化劑,具有催化高效性和反應特異性。絕大多數生化反應均需要酶的參與,核酸檢測也不例外。不同類型的分子酶在核酸檢測的不同實驗階段發揮了重要的作用。
一、逆轉錄酶,分享該酶的特點和應用
逆轉錄(reverse transcription)是以RNA為模板合成DNA的過程,即RNA指導下的DNA合成。此過程中,核酸合成與轉錄(DNA到RNA)過程與遺傳信息的流動方向(RNA到DNA)相反,故稱為逆轉錄。逆轉錄過程由逆轉錄酶催化。
大多數逆轉錄酶都具有以下幾種活性。
①DNA聚合酶活性;
以RNA為模板,催化dNTP聚合成DNA的過程。逆轉錄酶的合成能力決定了產生的cDNA鏈的長短,一些基因工程改造的MMLV逆轉錄酶在單個結合位點中可以結合多達1,500個核苷酸,結合能力大概是野生型MMLV逆轉錄酶的65倍。
逆轉錄酶中不具有3'→5'外切酶活性,因此沒有校正功能,所以由逆轉錄酶催化合成的DNA出錯率比較高,基于MMLV的逆轉錄酶錯誤率在合成15,000到27,000個核苷酸中有一個錯誤核苷酸。
②RNase H活性;
由逆轉錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子,將由RNase H從RNA 5'端水解掉RNA分子。但是RNase H活性的存在可能降低逆轉錄效率,所以工程化的逆轉錄酶,通常會降低甚至消除RNase H活性,以提高cDNA合成效率。
③DNA指導的DNA聚合酶活性;
以逆轉錄合成的第一條DNA單鏈為模板,以dNTP為底物,再合成第二條DNA分子。
除此之外,工程化的逆轉錄酶都具備一定的溫度耐受性,有助于使具有堅固二級結構和/或高GC含量的RNA變性,使得逆轉錄酶能夠讀取序列,增加cDNA合成長度,提高合成效率。
GenFQ III Reverse Transcriptase是經過基因工程改造的新一代逆轉錄酶,大幅提高了熱穩定性,無RNase H活性。可以在42-55℃(高溫有利于打開RNA二級結構)條件下合成第一鏈cDNA,最佳反應溫度為50℃。具有靈敏度高、特異性高、聚合能力強、 熱穩定性強和半衰期長特點。該酶增強了與模板的親和力,適合少量模板以及低拷貝基因的逆轉錄。
合成效率為95.1%,證明cDNA的合成效率較高,而且RNA梯度稀釋線性關系良好。


熱穩定能力強,熱穩定7d對反轉錄效率無影響
二、Taq DNA聚合酶
PCR技術改變了現代分子生物學,而Taq DNA聚合酶改變了PCR。Taq DNA聚合酶是一種從Thermus aquaticm分離出的耐熱型DNA 聚合酶,主要應用在直接PCR、等位基因檢測、Sanger測序、TA克隆等領域。
Taq DNA聚合酶改具有良好的耐熱型,最適催化溫度在75-80℃,95℃半小時后仍保留50%以上的活性。Taq DNA聚合酶是少數具有5'-3'外切核酸酶活性的DNA聚合酶之一。能夠切除5’端放射性標記的DNA探針,通過放射性信號的變化,實現PCR產物的特異性檢測。
但是普通的Taq DNA聚合酶22°C時仍然有很低速的核酸合成,大約為0.25核苷/秒/酶分子,也就是說引物還沒有正常配對,而酶已經催化了合成,會產生非特異性擴增。
基于Taq DNA聚合酶開發的熱啟動Taq DNA聚合酶,利用酶的修飾物在常溫下抑制DNA聚合酶的活性,加熱到變性溫度時修飾物失活,酶活得以釋放,從而使PCR反應正常進行,解決了PCR反應中引物二聚體產生或錯配引起的非特異性擴增等問題,提高了PCR反應的特異性。
濟凡生物Flash Robust HotStart DNA Polymerase (A210)是基于野生型Taq DNA聚合酶定向化改造得到的新型熱啟動酶,采用雙抗體封閉,有效防止錯配或引物二聚體引起的非特異性擴增,有效抑制探針降解產生的熒光信號下降,具有超高的擴增效率、較高的擴增靈敏度(可達個位拷貝數擴增)和特異性,具有較強的血液及PCR抑制劑耐受性。適用于各種基于Taq DNA Polymerase的熱啟動PCR、qPCR反應,可用于從復雜模板(基因組和cDNA)中擴增低拷貝基因,可用于血液直擴等直接擴增PCR。
以非瘟質粒為模板,進行9個10倍梯度稀釋,第9個稀釋梯度中質?截悢禎舛燃s為6 copies/2μl。對各稀釋梯度進行檢測,每孔模板使用量為2μl。可以看到,A210在寬廣的模板量區間內具有優秀的線性關系,可以輕松檢測出個位數拷貝的待測模板。