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pcr中taq酶发挥作用的温度,taq酶在pcr中的作用是什么

   2023-12-24 互联网调味品网2960
核心提示:今天调味品网小编为大家分享关于食品安全、饮料加盟、零食推荐、地方特产、调味品批发的相关信息,希望给大家带来帮助!1. taq酶的活性Taq酶是一种具有热稳定性的DNA聚合酶,是从水生栖热菌中分离出来的,是让聚合酶链反应能够迅速发展而广泛应用

今天调味品网小编为大家分享关于食品安全、饮料加盟、零食推荐、地方特产、调味品批发的相关信息,希望给大家带来帮助!

1. taq酶的活性

Taq酶是一种具有热稳定性的DNA聚合酶,是从水生栖热菌中分离出来的,是让聚合酶链反应能够迅速发展而广泛应用的原因。在循环的高温条件中仍然能够保持较高的活性,而且taq酶的催化活性对于镁离子浓度非常敏感。绝大多数酶在经历高温之后会变性失活,但Taq酶可以耐受90摄氏度以上的高温。

2. taq酶活性影响因素

原理就是DNA半保留复制吧 过程只要记住:

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1.DNA变性(90℃-96℃):双链DNA模板在热作用下, 氢键断裂,形成单链DNA;

2.退火(25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA模板结合,形成局部双链;

3.延伸(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最佳)的作用下,以dNTP为原料,从引物的5′端→3′端延伸,合成与模板互补的DNA链。

4.还有就是体外快速DNA复制 还有就是PCR反应五要素: 参加PCR反应的物质主要有五种即引物(PCR引物为DNA片段,细胞内DNA复制的引物为一段RNA链)、酶、dNTP、模板和缓冲液(其中需要Mg2+)。 

3. taq酶的活性与反应体系中Mg离子的总浓度有关

一般都放的更低一点,一般的酶都放在-20℃,4℃短期放着其实影响不大,还可以用的,但长期来看还是放-20℃吧。 提到酶存放温度的话,一般都是低温储存,其实我以前也想过为什么不存放在它的最适温度,不过最适温度毕竟是它发挥作用时候的温度,存储的话它的活性高反而不利于它活性的保持,所以一般都放在低温吧。然后实验室一般是4℃,-20℃,-80℃,一般4℃日常或者短暂保存一些东西都可以,比如你刚提的DNA,涂的板什么的,待会要用的抗体;长期储存一些酶的话,或者一些cDNA,或者DNA样品,还是放在-20℃好一点。-80℃一般都放着什么感受态,或者更容易降解的样品(比如你的要提取RNA的样品)。 可能有错误的地方,还请各位大佬指出来。

4. taq酶的活性与反应中mg的总浓度有关

1.首先要确定你的taq酶基因,表达的taq酶有没有5`---3`端的外切酶活性;

2.其次用于定量PCR的taq本身纯度要求非常高,降低定量PCR的干扰;

3.taq酶体系的优化影响也非常大,主要体现在buffer中成分

荧光PCR对Taq的要求与普通的对比没那么大的差别,普通能扩的很好,拿到荧光PCR再差也不会什么都没有,关键是看你的染料是不是加多了,SYBR里面的DMSO是会抑制反应的,一定注意好的用量

5. taq酶的特性

1、DND聚合酶——又称DNA依赖的DNA聚合酶

它是以DNA为模板,催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA的一类酶。DNA聚合酶根据聚合酶活力特征和外切酶活性特征的不同,有可以分为多种。在IVD领域中比较常见的酶如下:

Taq DNA聚合酶——Taq DNA聚合酶是第一个被发现的热稳定DNA聚合酶,分子量65kD,从Thermus aquaticus中分离出来,是目前科研和分子诊断试剂盒里最为广泛应用的聚合酶。为了更优化PCR反应体系,Taq DNA 聚合酶被进行了一系列的性能提升和优化,其中最为熟知的就是热启动Taq酶.

热启动Taq酶:该酶被进行了化学修饰、抗体修饰或者配体修饰。无论是哪种修饰,其原理都是:在反应体系加热至高温之前,Taq DNA 聚合酶活性被“修饰”抑制,进而抑制低温条件下的非特异性扩增。另外,还有一系列突变体Taq DNA聚合酶被筛选出来以满足耐镁离子、耐盐、高保真等要求。

Bst链置换DNA聚合酶——Bst DNA聚合酶是来源于 Bacillus stearothermophilus的DNAPolymerase I,经基因工程改造去除了其 5’-3’核酸外切酶活性,但保留了 5’-3’ DNA 聚合酶活性和强链置换活性。同时,该酶在扩增速度、产量、耐盐性和热稳定性等方面均有大幅提高,而且增加了dUTP耐受性,非常适合于防污染的等温扩增反应,如 LAMP 等。

由于此次新冠的影响,Bst成为IVD领域内又一个DNA聚合酶宠儿。

除了Bst外,还有其他类似功能的链置换DNA聚合酶,如如Bca best聚合酶、 Klenow聚合酶、phi29DNA聚合酶等。

Tth DNA聚合酶——Tth DNA聚合酶来自Thermus thermophilus HB8,其最有趣的现象是:在Mg2+条件下,Tth DNA聚合酶具有较强的DNA聚合酶活性。在Mn2+条件下,Tth DNA聚合酶具有更强的反转录活性。这一特性使得Tth DNA聚合酶搭配相应的buffer可以同时对DNA模板和RNA模板进行扩增。

2、逆转录酶——又称为RNA依赖的DNA 聚合酶

该酶以RNA为模板,按5'-3'方向合成一条与RNA模板互补的DNA单链,这条DNA单链叫做互补DNA (complementary DNA,CDNA)。最常用的逆转录酶为M-MLV和AMV。

3、RNA聚合酶——一条DNA链或RNA为模板的聚合酶

也称为转录酶。最为常见的是T7 RNA聚合酶,分子量约99kDa。专门催化5'→3'方向的RNA形成过程。目前体外诊断中,SAT技术中会看到RNA 聚合酶的身影。如仁度、中帜的RNA扩增方法中就需要使用RNA聚合酶。

4、蛋白酶K——能够酶解样本中的各类蛋白质的酶

蛋白酶K是一种从白色念珠菌分离出来的强力蛋白溶解酶,具有很高的比活性,在较广的pH范围(4〜12.5)内及高温 (50〜70°C)下均有活性,EDTA等螯合剂或SDS等去垢剂均不能使之失活。用于质粒或基因组DNA、RNA的分离和抽提。在病毒核酸检测中,蛋白酶K是病毒采样液中的重要组分之一,蛋白酶K可以裂解病毒的外壳蛋白并使其失活,同时将病毒基因组释放以便后续进行核酸抽提。

5、UDG酶——高效控制PCR残余污染

尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG酶),这种酶也称为尿嘧啶 -N- 糖基化酶或UNG酶。

因PCR是一种极敏感的扩增技术,易受污染的影响。小量的外源 DNA 污染可以与目的模板一块被扩增。卫生部明确规定,凡是用于临床检验的PCR试剂,都应该有UNG酶技术,以防止污染。由于UV照射的去污染作用对500bp以下的片段效果不好,而临床用于检测的PCR扩增片段通常为300bp左右,因此UNG的预防作用日益受到重视和肯定。

UDG酶的作用原理:在PCR产物或引物中用dU代替dT或者。这种dU化的PCR产物与UNG一起孵育,因UDG可裂解尿嘧啶碱基和糖磷酸骨架间的N-糖基键,可除去dU而阻止TaqDNA聚合酶的延伸,从而失去被再扩增的能力。UNG对不含dU的模板无任何影响。UNG可从单或双链DNA中消除尿嘧啶,而对RNA中的尿嘧啶和单一尿嘧啶分子则无任何作用。

热敏性UDG: 除了常规UDG外,现在也开发出热敏型UDG,热敏型尿嘧啶-DNA糖基化酶(UDG)是来源于嗜冷海洋细菌经大肠杆菌表达纯化的的重组蛋白,又称南极热敏UDG,热敏型UDG在50℃ 5min即完全失活。大肠杆菌来源的尿嘧啶-DNA 糖基化酶较为耐热,经95℃10min处理仍会残留有少量的尿嘧啶-DNA 糖基化酶活性,导致含有dU碱基的PCR产物的降解。

6、限制性核酸内切酶——识别并剪切特定的脱氧核苷酸序列

限制性核酸内切酶是可以识别并附着特定的脱氧核苷酸序列,并对每条链中特定部位的两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶,简称限制酶。

常用的酶,如BsoB I, Hinc II,Nt.BstNBI切刻内切酶。其中,BD公司的链置换扩增术(stranddisplacement amplification,SDA)等温PCR系统中选择的酶需具有切割位点专一性,且对识别位点的化学修饰敏感。新冠疫情中Abbott 的明星产品ID NOW等温PCR系统中,就采用Nt.BstNBI内切酶。

7、解旋酶,helicase——使双链DNA变成单链DNA

利用ATP水解提供的能量来解开双链DNA核苷酸配对形成的氢键,从而形成单链DNA;

常用解旋酶:大肠杆菌的UvrD和T7噬菌体的gp4;大肠杆菌解旋酶II(UvrD),其解链速度是20bp/s,对反应速度有很大的制约性。T7噬菌体的解旋酶gp4解旋酶的解链速度更快,可达400bp/s,可以大大提高反应速度。

目前,Quidel等温PCR系统HAD中采用此酶

6. taq酶活性温度

预变性

模板DNA完全变性与PCR酶的完全激活对PCR能否成功至关重要,一般未修饰的Taq酶激活时间为两分钟.

变性步骤

循环中一般95℃,30秒足以使各种靶DNA序列完全变性,可能的情况下可 缩短该步骤时间

变性时间过长损害酶活性,过短靶序列变性不彻底,易造成扩增失败.

引物退火

退火温度需要从多方面去决定,一般根据引物的Tm值为参考,根据扩增的长度适当下调作为退火温度.然后在此次实验基础上做出预估.

引物延伸

引物延伸一般在72℃进行(Taq酶最适温度).

循环数

大多数PCR含25-35循环.

最后延伸

在最后一个循环后,反应在72℃维持10-30分钟.使引物延伸完全,并使单链产物退火成双链.

7. taq酶效率

P不出来,如果引物没有问题那就是反应条件没有设置好了 首先看看你所用的酶的效率(普通Taq酶的效率为0.8~1.2kb/s),延伸时间是不是太短了,再看看酶活性是不是还好,做个阳性对照 其次看看退火温度,是不是过高或者过低 再次看看你的模板,如果是基因组DNA,跑跑胶看看有没有降解,量加的够不够(基因组属于复杂模板,起始量应稍大一点),如果是RT产物,量又不能加太多,RT体系里的成分会抑制PCR反应 最后看看你的时间,一般初始变性2~5min,变性20s~30s,退火20s~30s,延伸视长度而定,终延伸7~10min 以上差不多是做PCR基本的东西,仅供参考

8. Taq酶体系

1、相对于PCR体系中的组分,Taq酶相对不稳定,所以最后加Taq酶混匀后上机;

2、每个反应的Taq酶使用量较小,一般先加多的成分,比如Buffer、水等。

PCR的酶是比较稳定的,过去的酶,没有热启动功能,先加会导致非特异扩增或更多引物二聚体,后加是尽量保证扩增的是目的片段和更少的二聚体,现在的基本都有热启动功能所以无所谓了。

9. taq酶功能

Taqman探针是一种双标记的水解探针。

TaqMan荧光探针是一种寡核苷酸探针,其5’末端携带荧光基团,如FAM、TET、VIC、HEX等,3’端携带淬灭基团,如TAMRA、BHQ等。PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时,Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。

TaqMan方法优点是特异性高,重复性好,但价格高,只适合特定目标。

TaqMan探针法荧光定量PCR适用于病原体检测,疾病耐药基因研究,药物疗效考核,遗传疾病的诊断。新型的TaqMan-MGB探针还用于分析基因突变(SNP),有望成为基因诊断和个体化用药分析的首选技术平台。

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标签: 活性 作用 pcr
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