新型DNA聚合酶-Pfu酶的研究

介绍了PCR技术的发展历程,阐述了DNA聚合酶对于PCR技术发展的重要性。比较了各种DNA聚合酶如Taq、Vent、Pwo和Pfu酶的性能,从而显示新型DNA聚合酶-Pfu酶的性能优势,并指出完善Pfu酶仍需努力的方向。

Pfu酶基因的克隆、表达、纯化及长距离PCR的研究

用PCR方法从Pyrococcusfuriosus的总DNA扩增出了含有PfuDNApolA基因的 2 .3kb片段 ,并将该基因克隆入pGEM T载体 .用NcoⅠ和XhoⅠ对重组质粒 pT pfu进行酶切 ,并将 pfupolA基因插入表达载体pET 3d X .在大肠杆菌BL2 1(DE3)中将pfupolA基因进行表达 ,然后用热变性、聚乙二胺 (PEI)沉淀和Bio rex 70离子交换法对其基因产物 (Pfu酶 )进行纯化 .用蛋白质N 末端测序法证实了确为重组Pfu酶 .利用重组Pfu酶 ,成功地用长距离PCR法扩增出大于 10kb的λDNA片段 .

Pfu-sso7d DNA聚合酶的制备及反应缓冲液的研究

目的:制备有高效扩增长片段以及复杂片段能力的Pfu DNA聚合酶。方法:运用基因工程学方法构建重组质粒pET-28a-Pfu-sso7d,采用优化后的诱导条件对pET-28a-Pfu-sso7d实行诱导表达,将菌液超声破碎并提取上清液,应用镍亲和层析洗脱纯化取得较纯Pfu-sso7d DNA聚合酶。采用qPCR方法对酶进行酶活力单位定量、确定反应缓冲液组分最佳浓度及检测自制Pfu-sso7d DNA聚合酶酶活性。结果:在1 mmol·L^(-1) IPTG、16℃条件下诱导Pfu-sso7d DNA聚合酶菌液16 h,Pfu-sso7d DNA聚合酶高效表达;用20~100 mmol·L^(-1)咪唑可将蛋白洗脱。Pfu-sso7d DNA聚合酶最终活力单位定量为1 U·μL^(-1)。PCR最佳反应缓冲液为pH9.0、20 mmol·L^(-1) Tris-HCl、0.6 mmol·L^(-1) MgSO_(4)、50 mmol·L^(-1) KCl、5 mmol·L^(-1)(NH_(4))_(2)SO_(4)、0.1%Triton X-100,添加剂组分为3%DMSO、1 mol·L^(-1)甜菜碱。Pfu-sso7d DNA聚合酶能高效扩增3000 bp的目的条带,活性达到商用高保真DNA聚合酶水平。结论:基于基因重组制备的Pfu-sso7d DNA聚合酶可进行高效的PCR反应,节省了实验室PCR成本,为进一步提高Pfu DNA聚合酶活性提供一定技术参考。

Pfu DNA聚合酶的制备过程及其条件优化

聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)可以方便、快捷、准确地大量复制目的基因片段,是分子生物学研究中不可或缺的技术手段。在PCR反应中,DNA聚合酶起着关键作用。Pfu酶(Pfu DNA polymerase)是DNA聚合酶的一种,具有5′→3′聚合酶活性和3′→5′外切核酸酶活性,可在聚合酶链式反应中纠正错误掺入的碱基,可以快速、高保真地扩增DNA片段,在分子克隆和DNA测序当中运用十分广泛。本研究建立了一套Pfu聚合酶表达与纯化的详尽方案,该方案利用异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG)作为诱导剂,在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达Pfu酶,然后利用Ni-NTA柱层析纯化制备。研究中对IPTG诱导时间、细胞破碎条件、缓冲液类型及其p H、粗酶液热处理温度与时间、洗脱液中最佳咪唑浓度等重要条件和参数分别进行了优化确定。实验结果表明,使用该方案可以成功制备高产量高纯度的Pfu聚合酶,完全满足常规PCR反应的要求。本研究建立的实验方法和技术参数,十分适用于研究者小规模自主制备Pfu酶,对于有大量分子克隆要求的课题组,利用该方案自主制备Pfu酶能够显著节省科研成本。

A Simple and Easy Method for Site-specific Mutagenesis Using Long-distance Inverse PCR in the Presence of Pfu-DNA Polymerase

Site_specific mutagenesis has been widely used in molecular biology and biochemistry. The authors have developed a simple and easy method for site_specific mutagenesis of any genes on plasmids using long distance inverse PCR in the presence of Pfu_DNA polymerase. The efficiency of this method is higher than 90% and the entire procedure can be performed just in one tube. No subcloning is needed. This method is especially useful for obtaining mutant genes on large plasmids such as Ti plasmids used for plant transformation.