常用DNA酶的总结.
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1. T4DNA连接酶:
本酶催化相邻DNA链的5’-P末端和3’-OH末端以磷酸二酯键结合的反应,(将已有的两个DNA片段连接成为一条DNA链的酶,常用于基因工程,将目的基因连在质粒载体上,作用于两脱氧核糖核苷酸间的磷酸二脂键),需ATP作辅酶。本酶不仅可以催化粘性末端之间或平滑末端之间的DNA的连接,也可以催化DNA与RNA之间以及少数RNA之间的连接。
T4DNA连接酶可连接DNA-DNA,DNA-RNA,RNA-RNA和双链DNA粘性末端或平头末端。无论是T4DNA连接酶,还是大肠杆菌DNA 连接酶都不能催化两条游离的DNA链相连接。T4 DNA连接酶常用于催化双链DNA平末端或互补粘性末端之间的连接反应,也能催化双链RNA 5'-磷酸末端和3'-羟基末端间的连接。还可以修复双链DNA、RNA 或DNA/RNA杂交双链中的单链切口。以上反应均需消耗ATP。
粘末端的连接反应: 插入片段和载体的摩尔浓度比特别重要,此比例在2-6之间最好,低于2:1就会导致较低的连接效率,高于6:1则会导致多个插入。摩尔比请按载体与插入片段 DNA浓度及分子大小来计算。
平滑末端的连接反应:平滑末端的连接反应与突出末端相比反应较慢(其Km值约为突出末端的100倍)。进行平滑末端的连接反应时,可提高DNA浓度,将使用酶量增加到突出末端量的2~5倍左右。
与粘粒或噬菌体进行连接反应:可使载体和插入DNA的摩尔比调整为1:1,同时增大DNA浓度以便取得良好效果。 (0.05-0.1 μg/ul以上)。
反应温度:该酶的最适温度为37℃,由于热稳定性较差,因此长时间反应时通常需在16℃下进行。若反应1-2小时左右的话也可在室温下进行反应。
抑制剂:T4 DNA连接酶要求Mg 2+,因此螯合Mg 2+的EDTA 的存在会阻碍反应。将溶解于含有高浓度EDTA缓冲液中的 DNA准备作为样品使用时,最好先用灭菌蒸馏水或TE缓冲液进行置换。
2. T4 DNA聚合酶:
T4DNAPolymerase,即T4DNA聚合酶,是一种模板依赖的DNA聚合酶,可以依赖于DNA模板对5' 端突出末端进行补平;同时可对3' 端突出末端进行削平。也可以在结合有引物的单链DNA模板上,从5'→3'方向催化DNA合成反应。
特点:T4DNAPolymerase由于同时具有5'→3' DNA聚合酶活性和
3'→5' DNA外切酶活性(但不具有5'→3'外切酶活性),可以用于将5'端突出末端补平、3'端突出末端削平。T4DNAPolymerase的3'→5' 外切酶活性比Klenow Fragment要高约200倍。
用途:T4DNAPolymerase可用于催化以下反应:DNA5' 或3' 突出末端的平滑化;通过置换反应进行标记DNA探针合成;定点突变过程中第二链的合成;不依赖于连接反应的PCR产物克隆。
活性定义:37℃30分钟时间内,催化10nmol脱氧核糖核苷酸(dNTPs)掺入到多聚核苷酸中所需的酶量定义为1个活性单位。
反应方法:例如,酶切完成后,没有进行任何处理,直接加入一点T4 DNA聚合酶、dNTP和BSA,37°C 10min。
失活或抑制:70℃加热10分钟可使T4 DNAPolymerase失活。金属离子螯合剂可以抑制T4DNAPolymerase的活性。
一般的Klenow Fragment和T4 DNA Polymerase都有5"-3"聚合酶活性和3"-5"外切酶活性,因此都可以用于补平和削平。所不同的是,T4 DNA Polymerase的活性更强。
3. Klenow Fragment:
又称Klenow片段,是大肠杆菌聚合酶I(E.coli.DNA polymerase I)的大片断(Large Fragment)。Klenow Fragment保留了DNA聚合酶I的5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性,但缺少完整的Klenow酶的5'→3'外切酶活性。
特点:对5' 突出或3' 突出的粘末端都可以催化产生平末端,用于后续的平端连接。
用途:双链DNA 5' 端突出(5'overhang)末端的补平(fill-in);双链DNA 3'端突出(3'overhang)的削平;5'突出末端的标记;随机引物法进行DNA标记;Sanger双脱氧法进行DNA测序;cDNA第二链的合成或定点突变反应第二链的合成。
来源:由大肠杆菌表达,表达基因的来源为polA 基因片段。Fermentas公司的Klenow Fragment有2种。一种是DNA Polymerase I Large Fragment (Klenow Fragment),该酶用于补平的时候不会在补平后再多加碱基。另一种是DNA Polymerase I Large Fragment, Exonuclease Minus[Klenow Fragment exo-],此酶没有3"-5"外切酶活性,因此不能用于削平;而且,此酶在补平的时候会在补平后再加一个或更多碱基,所以不太适合用于补平。
4. T4多聚核苷酸激酶(T4 PNK):
T4 Polynucleotide Kinase,T4 PNK,该酶能够催化磷酸在g-位和双链/单链DNA或RNA的5’-羟基末端以及3’-单磷酸核苷间进行转移和交换:5’-OH +NTP<=>5’-P+NDP。该酶还具有3’磷酸酶活性,将3’-磷酸基团从寡核苷酸的3’磷酸末端、脱氧3’-单磷酸核苷和脱氧3’-二磷酸核苷上水解掉。
用途:引物或PCR产物的5’末端磷酸化以便进行连接反应。合成DNA接头(Linker) 的5’末端磷酸化以便进行连接反应。DNA及RNA 5’末端的标记,用作寡核苷酸探针。
5. DNA聚合酶1:
1.能催化单个脱氧核糖核苷酸连接到DNA链的3'端.
2.能沿5'端到3'端方向外切DNA(切除引物)
3.能沿3'端到5'端方向外切DNA(纠错,或者说DNA损伤的恢
复)
6. DNA聚合酶2:
1.发挥作用需要镁离子和铵根离子存在
2.同样能参与DNA聚合酶1参与的反应,但聚合活性低
3.能沿3'端到5'端方向外切DNA
7. DNA聚合酶3:
1.主要负责DNA链的延伸
2.能沿3'端到5'端方向外切DNA
在DNA的复制中,DNA聚合酶3负责合成冈崎片段,而DNA 聚合酶1负责将RNA引物按逐个核糖核苷酸切除并替换成对应的脱氧核糖核苷酸,最后由DNA连接酶把各冈崎片段连接起来,复制完成.
活性(37度时每个酶分子每分钟聚合的核苷酸数):DNA聚合酶1为600,DNA聚合酶2为30,DNA聚合酶3为9000。8. DNA水解酶与DNA限制性内切酶的区别概述