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1、关于分子克隆的工具酶第1页，讲稿共182张，创作于星期日切割位点可为获得DNA的物理图的特殊的标记利用限制性内切酶切割产生特殊DNA片段的能力使得纯化那些DNA片段成为可能获得的限制性DNA片段可作为DNA操作中的基本介质第2页，讲稿共182张，创作于星期日任何物种都有排除异物保护自身的防御机制免疫系统细菌的限制与修饰系统限制性内切酶限制性内切酶 修饰酶修饰酶第3页，讲稿共182张，创作于星期日第一节第一节 限制性内切酶限制性内切酶Restriction endonuclease第4页，讲稿共182张，创作于星期日一、限制与修饰Restriction and modification 50年代
2、初，发现 host controlled specificity噬菌体具有代表性和普遍性其在不同宿主中的转染频率，在感染某一宿主后，再去感染其它宿主时受到限制的现象。第5页，讲稿共182张，创作于星期日E.coli K E.coli B E.coli C KBC第6页，讲稿共182张，创作于星期日E.coli K E.coli B E.coli C KBC11110-410-410-410-411第7页，讲稿共182张，创作于星期日说明K和B菌株中存在一种限制系统可排除外来的DNA10-4的存活率是由宿主修饰系统作用的结果甲基化：A N6甲基-腺膘呤 C 5甲基-胞嘧啶第8页，讲稿共182张，
3、创作于星期日2.限制酶的发现限制酶的发现60年代，限制内切酶和限制酶的概念1968年 首次从E.coli K中分离限制性内切酶需要ATP，S-腺苷甲硫氨酸（SAM）等有特定的识别位点但没有特定的切割位点切割位点远离识别位点1000bp以上第9页，讲稿共182张，创作于星期日1970年 美国约翰霍布金斯大学 H.Smith 偶然发现流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae）能迅速降解外源的噬菌体DNA细胞提取液可降解E.coli DNA但不能降解自身DNA 即HindII酶第10页，讲稿共182张，创作于星期日5.G T Py Pu A C.33C A Pu Py T G.5
4、G T C G A CG T T A A CG T C A A CG T T G A CY RPy表示嘧啶，Pu表示嘌呤 第11页，讲稿共182张，创作于星期日5.G A A T T C.33C T T A A G.5 EcoRI第12页，讲稿共182张，创作于星期日3.限制酶的命名限制酶的命名宿主宿主 属名第一字母、种名头两个字母属名第一字母、种名头两个字母菌株或型号菌株或型号序号序号 罗马字罗马字HindII EcoRI 第13页，讲稿共182张，创作于星期日例如：例如：Hin Hin d d H Haemophilus aemophilus ininfluenzaefluenzae（流感
5、嗜血杆菌），（流感嗜血杆菌），：表示菌系为型血清型；：表示菌系为型血清型；：表示分离到的第三个限制酶。：表示分离到的第三个限制酶。EcoEco RIRIE Escherichia scherichia cocolili RIRI EcoRIEcoRI表示基因位于表示基因位于Escherichia coliEscherichia coli中的抗药性中的抗药性R R质粒上质粒上 HinHin ddH Haemophilusaemophilus ininfluensae fluensae d d SacSac I(II)I(II)Streptomyces achromogenes I I()第14页
6、，讲稿共182张，创作于星期日第第类酶类酶（切割部位无特异性切割部位无特异性）：如EcoB(大肠杆菌B株)、EcoK(大肠杆菌K株)分子量较大(约300000)，作用时需ATP、Mg+等辅助因子第第类酶（切割部位有特异性类酶（切割部位有特异性）：如EcoR I(大肠杆菌)、Hind(嗜血杆菌)，分子量较小(约 20000-100000)，作用时需Mg+存在4 4、限制性内切酶的分类：、限制性内切酶的分类：III类 识别位点严格专一（不是回文序列）：切点不专一，往往不在识别位点内部。NEB；Invitrogen公司；promega 普洛麦格；TakaRa.第15页，讲稿共182张，创作于星期日二
7、、限制酶的识别序列二、限制酶的识别序列 2 2、识别特定碱基顺序、识别特定碱基顺序：2 2、1 1 回文对称序列（回文对称序列（palindrome，从两个方向从两个方向阅读其序列相同的序列）。阅读其序列相同的序列）。1、限制酶识别序列长度4，5，6个碱基对。4 碱基酶识别位点在DNA分子中的频率 6 碱基酶 稀有切割限制酶第16页，讲稿共182张，创作于星期日R=A or G Y=C or T M=A or C K=G or T S=C or G W=A or TH=A or C or T B=C or G or T V=A or C or G D=A or G or TN=A or C o
8、r G or T第17页，讲稿共182张，创作于星期日 EcoRI 5-G A A T T C-3 3-C T T A A G-5 3 3、型限制性核酸内切酶的切割方式型限制性核酸内切酶的切割方式 切点大多数在识别顺序之内切点大多数在识别顺序之内 限制酶切后产生两个末端，末端结构是限制酶切后产生两个末端，末端结构是-和和-CCTCAGC GGAGTCGBbvc I I第18页，讲稿共182张，创作于星期日三、限制酶产生的末端种类三、限制酶产生的末端种类 1.1.粘性末端粘性末端 ）-端突起，端突起，）-端突起，个数为或个核苷酸端突起，个数为或个核苷酸第19页，讲稿共182张，创作于星期日 2.
9、平末端平末端 SmaI 5-CCCGGG-3 5-CCC GGG-3 3-GGGCCC-5 3-GGG CCC-5 在对称轴上同时切割DNA的两条链 HaeIII GGCC EcoRV GATATC XmnI GAANNNNTTC 第20页，讲稿共182张，创作于星期日3.非对称突出端非对称突出端 来自非对称识别序列来自非对称识别序列 CCTCAGC BbvCI GGAGTCG第21页，讲稿共182张，创作于星期日 简并序列 AccIGT/MKACGTATACGTAGACGTCTACGTCGAC第22页，讲稿共182张，创作于星期日 间隔序列 DraIII CACNNNGTG EarI CTC
10、 T TC(1/4)GAGAAG第23页，讲稿共182张，创作于星期日4.同裂酶同裂酶 1.定义：能识别相同序列但来源不同的两种或多种限制定义：能识别相同序列但来源不同的两种或多种限制酶酶 2.特点：特点：1）识别相同顺序）识别相同顺序 2）切割位点的异同）切割位点的异同 KpnI GGTAC C Asp718 G GTACC SstI CCGC GG SacI CCGC GG 第24页，讲稿共182张，创作于星期日 同序同切 这些酶识别序列和切割位置都相同 HindII HincII GTY/RAC HpaII HapII C/CGG MobI Sau3AI /GATC第25页，讲稿共182
11、张，创作于星期日 同序异切KpnI GGTAC/C Acc65I G/GTACC Asp718I G/GTACCAatII GACGT/C BsaHI GR/CGYC识别的序列是相同的，但它们的切割位点不同 第26页，讲稿共182张，创作于星期日“同功多位”EcoRI G/AATTC ApoI R/AATTYHpaI GTT/AAC HincII GTY/RAC许多识别简并序列的限制酶包含了另一种限制酶的功能。如 EcoR 识别和切割位点为 GAATTC，Apo 识别和切割位点为 RAATTY，后者可识别前者的序列。第27页，讲稿共182张，创作于星期日 其它 SalI G/TCGAC Acc
12、I GT/MKAC HincII GTY/RAC第28页，讲稿共182张，创作于星期日 许多不同的限制酶来源各异，识别的靶子序列也各不相同，但切割 DNA 产生的末端是相同的，且是对称的，即它们可产生相同的粘性突出末端。这些酶统称为同尾酶。这些酶切割 DNA 得到的产物可进行粘端连接。5 5、同尾酶（、同尾酶（isocaudamerisocaudamer）：）：GATC 4个核苷酸组成的粘性末端平端同裂酶第29页，讲稿共182张，创作于星期日四、四、DNA末端长度对限制酶切割的影响末端长度对限制酶切割的影响 限制酶切割 DNA 时对识别序列两端的非识别序列有长度的要求，也就是说在识别序列两端必
13、须有一定数量的核苷酸，否则限制酶将难以发挥切割活性。双酶切 PCR产物第30页，讲稿共182张，创作于星期日 2hr 20hrAccI CCGGTCGACCGG 0 0HindIII CAAGCTTG 0 0 CCAAGCTTGG 0 0 CCCAAGCTTGGG 10%75%EcoRI GGAATTCC 90 90 第31页，讲稿共182张，创作于星期日PstI GCTGCAGC 0 0 TGCACTGCAGTGCA 10 10 AACTGCAG(N)14 90 90 CTGCAG(N)20 0 0第32页，讲稿共182张，创作于星期日1、保护碱基 限制性内切酶识别特定的DNA序列，除此之外
14、，酶蛋白还要占据识别位点两边的若干个碱基，这些碱基对内切酶稳定的结合到DNA双链并发挥切割DNA作用是有很大影响的，被称为保护碱基。PCR引物设计时，为保护5端外加的内切酶识别位点，使酶切完全而添加.第33页，讲稿共182张，创作于星期日 比如设计引物5端导入酶切位点的时候,一般导入34个;导入的碱基,最好是A/G/C/T比较平均,并能部分平衡整个引物的GC%和Tm;G/C为主,可以使引物5形成所谓GC Clamp(有的软件,认为这样好).别的就没什么了.加几个和加哪几个的问题 http:/ 载体的酶切位点也会碰到，相临的2个酶切位点往往不能同时使用，因为一个位点切割后留下的碱基过少以至于影响
15、旁边的酶切位点切割。第35页，讲稿共182张，创作于星期日第36页，讲稿共182张，创作于星期日第37页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGGAATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAAGGACGTC.XhoI EcoRI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base第38页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGGAATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAAGGACGTC.XhoI EcoRI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cle
16、avage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base第39页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base第40页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage effi
17、ciency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base第41页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base第42页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency Xho
18、I 97%1 base PstI 37%1 base第43页，讲稿共182张，创作于星期日EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI 第44页，讲稿共182张，创作于星期日EcoRI initial cut L1TMUS29cleavage efficiency XhoI 97%1 base PstI 37%1 base.C TCGAGGAATTCCTGCA G.GAGCT CCTTAAG
19、G ACGTC.XhoI EcoRI PstI XhoI:1 EcoRI 100%PstI :1 EcoRI 88%第45页，讲稿共182张，创作于星期日五、位点偏爱(site preferences)单位酶:在建议使用的缓冲液及温度下，在20l反应液中反应1小时，使1g DNA完全消化所需的酶量 DNA第46页，讲稿共182张，创作于星期日 某些限制酶对同一介质中的有些位点表现出偏爱性切割，即对不同位置的同一个识别序列表现出不同的切割效率的现象称作位点偏爱。第47页，讲稿共182张，创作于星期日*1975 EcoRI切割 phage(Lambda)中的5个位点，并不是随机的，靠近右端的位点，
20、比分子中间的位点切割快10倍。1.现象第48页，讲稿共182张，创作于星期日*有4个 SacII位点 三个在中央 一个在右臂（Right-terminus）at 40,386 中央三个快50倍第49页，讲稿共182张，创作于星期日NEB检测了许多限制酶，有许多酶的差异在10倍的范围上，但有许多酶有较大的差异,如NarI,NaeI SacIIGGCGCC,GCCGGC,CCGCGG第50页，讲稿共182张，创作于星期日(1)pBR322含4个NarI位点1单位酶 1hr (标准条件)将两个位点完全切割但是另外两个位点50单位,16小时 不能完全切割完全第51页，讲稿共182张，创作于星期日(2)
21、NaeI 在pBR322也有4个位点，其中两个易切割，有一个有点慢,第四个慢50倍。在 DNA上NarI 和NaeI各都有一个位点，但是过量的酶只能完成部分酶切。第52页，讲稿共182张，创作于星期日2.原因(1)在切割DNA之前需要同时与两个识别位点相作用第53页，讲稿共182张，创作于星期日plasmidPlasmid/SalIPlasmid/EagI第54页，讲稿共182张，创作于星期日六、酶切反应条件任何一个提供商都会标明其产品的最佳作用条件第55页，讲稿共182张，创作于星期日(一)缓冲液1.常规缓冲液pH,Mg+,DTT,BSA (10X)Mg2+的作用是提供二价的阳离子。巯基试剂
22、对于保持某些核酸内切限制酶的稳定性是有用的，而且还可保护其免于失活。第56页，讲稿共182张，创作于星期日 pH 7.0-7.9(at 25)Tris-HCl,乙酸 Tris-HCL的作用在于，使反应混合物的pH恒定在酶活 性所要求的最佳数值的范围之内。离子强度：NaCl 高 中 低 100mM 50mM 0第57页，讲稿共182张，创作于星期日 Mg+10mM MgCl2,MgAc DTT(dithiothreitol,二硫苏糖醇)1mM 100g/ml BSA 少数需要第58页，讲稿共182张，创作于星期日 不同酶具有不同Buffer 各公司设立几种常用BufferNEBuffer 1NE
23、Buffer 2 NEBuffer 3NEBuffer 4 Buffer ABuffer BBuffer HBuffer L Roche第59页，讲稿共182张，创作于星期日 对 DNA 进行双酶切时，如何选择缓冲液是相当重要的。一方面可选用都合适的缓冲液或通用缓冲液；若找不到共用的缓冲液则先用低浓度的，再加适量 NaCl 和第二种酶；或先用低盐缓冲液再用高盐缓冲液（DNA 可纯化或不纯化）。第60页，讲稿共182张，创作于星期日2.通用缓冲体系 Phamacia 法玛西亚 One-Phor-All buffer plus,OPA+第61页，讲稿共182张，创作于星期日3.注意事项a.取少量酶
24、 (方法 or 稀释)b.最后加酶、尽快操作c.减少反应体积d.反应时间的延长e.分装（对于多个反应）第62页，讲稿共182张，创作于星期日(二)反应温度 大多数为37 一部分为50-65 少数25-30 高温作用酶于37时活性多数10-50%TaqI(65)10%,ApoI(50)50%第63页，讲稿共182张，创作于星期日(三)反应时间 1hr or more许多酶延长其反应时间可减少酶的用量 16hrEcoRI 0.13 (1/8)HindIII(1/8)KpnI(1/4)BamHI(1/2)HaeIII(1/1)第64页，讲稿共182张，创作于星期日(四)反应终止 EDTA 终10mM
25、 EDTA 可鏊合镁离子，从而可终止酶切反应 2.加热 37 酶 65 20min otherwise 80 20min第65页，讲稿共182张，创作于星期日不失活在80 20min的酶37：Bg1II HpaI PvuII65：Tth111I TspRI50：Bc1I第66页，讲稿共182张，创作于星期日3.其它 DNA纯化(苯酚,试剂盒)第67页，讲稿共182张，创作于星期日七、星星活性(star activity)非特异性切割在极端非标准条件下，限制酶能切割与识别序列相似的序列，这个改变的特殊性称星星活性1.概念 第68页，讲稿共182张，创作于星期日实际上星星活性是限制内切酶的一般性质
26、，任何一种限制酶在极端非标准条件下都能切割非典型位点。ApoI、AseI、BamHI、BssHII、EcoRI、EcoRV、HindIII、Hinf1、KpnI、PstI、PvuII、SalI、ScaI、TaqI、XmnI第69页，讲稿共182张，创作于星期日2.酶的特异性变化方式与酶的种类和所应用的条件有关最普遍的活性变化 1个碱基的变化 识别位点外层碱基的随意性 以及单链缺口第70页，讲稿共182张，创作于星期日3.引起星星活性的因素 高浓度甘油（5%）酶过量（100U/g）低离子强度（pH8.0)第71页，讲稿共182张，创作于星期日 有机溶剂PMSD(二甲基亚砜)、乙醇、乙二醇、二甲基
27、乙酰胺（dimethylacetamide）、二甲基甲酰胺（dimethylformamide）、sulphalane 用其它二价阳离子代替Mg+Mn+，Cu+，Co+,Zn+第72页，讲稿共182张，创作于星期日不同的酶对上述条件的敏感性不一样PstI比EcoRI对高pH更敏感但后者对甘油浓度更敏感星星活性在绝大多数情况下，是可控制的第73页，讲稿共182张，创作于星期日4.抑制星星活性的条件（措施）减少酶的用量，避免过量酶切,减少甘油浓度 保证反应体系中无有机溶济或乙醇 提高离子强度到100150mM (如果不会抑制的话)降低反应pH至pH7.0 使用Mg+作为二价阳离子第74页，讲稿共1
28、82张，创作于星期日1.外因外因 外因是可预见和控制的，如反应条件、底物的纯度（是外因是可预见和控制的，如反应条件、底物的纯度（是否有杂质、是否有盐酚的污染）、何时加酶、操作是否恰否有杂质、是否有盐酚的污染）、何时加酶、操作是否恰当、反应体积的选择以及反应时间的长短等等。当、反应体积的选择以及反应时间的长短等等。九、影响活性的因素九、影响活性的因素第75页，讲稿共182张，创作于星期日2.“内因内因”位点偏爱性位点偏爱性 甲基化甲基化 底物的构象底物的构象构象的影响主要指切割线性 DNA 和超螺旋 DNA 时的活性，如与切割 DNA 相比，EcoR、Pst、Sal 需要至少 2.5-10 倍的
29、酶来切割 pBR322 的超螺旋 DNA。PaeRT 与 Xho 切割相同的序列（CTCGAG），但如果 5 端为 CT 则 PaeRT 不能切割。第76页，讲稿共182张，创作于星期日十、十、酶切位点的引入 （酶切水平）第77页，讲稿共182张，创作于星期日1.产生的产生的5突出端补平后连接突出端补平后连接EcoRI GAATTC CTTAAG第78页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGGAATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAAGGACGTC.XhoI EcoRI PstI 第79页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA
30、GGACGTC.XhoI PstI 第80页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI 第81页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI 第82页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI AATTTTAA第83页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI
31、 PstI AATTTTAA第84页，讲稿共182张，创作于星期日.CTCGAGG AATTCCTGCAG.GAGCTCCTTAA GGACGTC.XhoI PstI AATTTTAA AceIATTAAT XmaIGAANNNNTTC 第85页，讲稿共182张，创作于星期日2.同尾末端的连接同尾末端的连接BamHI(G/GATCC)+BclI (T/GATCA)AlwI(GGATC 4/5)第86页，讲稿共182张，创作于星期日3.平端连接平端连接PvuII(CAGCTG)+EcoRV(GATATC)MobI(GATC)第87页，讲稿共182张，创作于星期日十一、十一、酶切位点在基因组中分布
32、的不均一性GC%酶切位点出现的机率BamHI GGATCCEcoRI GAATTC第88页，讲稿共182张，创作于星期日在基因组中，碱基对的排列是非均匀的因此尽管GC含量相同的酶切位点，在基因组中出现的机率是不一样的平均片段大小在E.coliAscI(GGCGCGCC)20kbNotI(GCGGCCGC)200kbEcoRI/HindIII 5kbSpeI(ACTAGT)60kb第89页，讲稿共182张，创作于星期日细菌基因组在大多数富含A+T的细菌中，CCG和CGG的排列是最少见的，所以含有这两种序列的识别序列出现的机率就非常少酵母基因组G+C%为38%，因此在重复序列之外(tRNA or
33、Ty elements)，富含G+C的识别序列就特别少第90页，讲稿共182张，创作于星期日哺乳动物细胞核基因组的G+C为41%，其中CG的序列比想象的低5倍之多，因此含CG序列的酶切位点在哺乳动物细胞就相当稀少。但是在哺乳动物细胞中，大多数CG序列是甲基化的第91页，讲稿共182张，创作于星期日第二节第二节 甲基化酶 Methylase Methylationmethyltransferase第92页，讲稿共182张，创作于星期日一、一、甲基化酶的种类在真核和原核生物中存在大量的甲基化酶，在E.coli中大多数都有三个位点特异性的DNA甲基化酶第93页，讲稿共182张，创作于星期日1.Dam
34、甲基化酶甲基化酶GATC 腺嘌呤N6位置引入甲基第94页，讲稿共182张，创作于星期日 PvuII BamHI BclI BglII XhoII MboI Sau3AI 识别位点中含GATC序列 ClaI(1/4)XbaI(1/16)TaqI(1/16)MboII(1/16)HphI(1/16)部分识别序列含GATC序列4个ClaI位点(ATCGATN)中有一个该序列第95页，讲稿共182张，创作于星期日有些限制酶对有些限制酶对Dam甲基化敏感甲基化敏感不能切割相应的序列不能切割相应的序列BclI,ClaI,MboI,XbaI 等等不敏感的有不敏感的有BamHI,Sau3AI,BglII,Pv
35、uI等等第96页，讲稿共182张，创作于星期日一般哺乳动物一般哺乳动物DNA不会在不会在A-N6上甲基化上甲基化当需要在敏感位点上完全切割当需要在敏感位点上完全切割DNA时，必时，必须从须从dam-E.coli中提取中提取DNA第97页，讲稿共182张，创作于星期日2.Dcm甲基化酶甲基化酶识别识别CCAGG或或CCTGG序列序列在第二个在第二个C上上C5位置上引入甲基位置上引入甲基第98页，讲稿共182张，创作于星期日EcoRII/BstNI CCA(T)GG二者识别序列相同，但切点不同二者识别序列相同，但切点不同EcoRII受受dcm甲基化作用影响甲基化作用影响BstNI可避免这一影响可避
36、免这一影响第99页，讲稿共182张，创作于星期日受影响酶有：受影响酶有：Acc65I GGTACCAlwNI ApaI GGGCCCEcoRIIEaeI 等等不受影响酶有：不受影响酶有：KpnI GGTACCBanIIBg1I BstNINarI GGCGCC等等第100页，讲稿共182张，创作于星期日二、二、甲基化对限制酶切的影响1.修饰酶切位点 HincII GTCGAC GTCAAC GTTGAC GTTAAC M.TaqI甲基化TCGA中的A，所以M.TaqI处理DNA后，GTCGAC将不受HincII切割第101页，讲稿共182张，创作于星期日 BamHI GGATCC M.MspI
37、 m5CCGG如果BamHI前面为CC或后面为GG，那么M.MspI处理的DNA抵抗BamHI的切割第102页，讲稿共182张，创作于星期日 构建DNA文库时 用AluI(AGCT)和HaeIII(GGCC)部分消化基因组DNA 用M.EcoRI甲基化酶处理，然后加上合成的EcoRI接头 当再用EcoRI来切割时只有接头上的位点可被切割第103页，讲稿共182张，创作于星期日2.产生新酶切位点TCGATCGAAGCTAGCT TaqI TaqI M.TaqI TCGA*TCGA*AGCT*AGCT DpnI第104页，讲稿共182张，创作于星期日第三节第三节 DNA聚合酶DNA polymer
38、ase催化DNA的合成(模板/引物/dNTP等)及其相辅的活性第105页，讲稿共182张，创作于星期日第106页，讲稿共182张，创作于星期日 真核细胞有 4种 DNApoly：也许是复合物，位于细胞核内，有催化细胞增生的作用。：小分子蛋白质（4.4kDa）曾从小牛胸腺出提出，与细胞增生无关。：100kDa，利用RNA为模板的效率比利用DNA为模板的效率高。其它：线粒体DNA聚合酶、催化线粒体DNA的合成。第107页，讲稿共182张，创作于星期日原核细胞三种DNA聚合酶，都与DNA链的延长有关I单链多肽，可催化单链或双链DNA的延长II 与低分子脱氧核苷酸链的延长有关III 在细胞中存在的数目
39、不多，是促进DNA链延长的主要酶一、大肠杆菌DNA聚合酶 I Ecoli DNA polymerase I第108页，讲稿共182张，创作于星期日1.活性活性单链多肽(109kDa)三种活性 53DNA聚合酶活性底物:模板(ssDNA),引物（带3OH基）或 5突出DsDNA Mg2+dNTP DNApolyI第109页，讲稿共182张，创作于星期日53外切核酸酶活性底物:dsDNA or DNA:RNA杂交体活性：从5端降解dsDNA，也降解 RNA:DNA中的RNA(RNase H 活性)Mg2+DNApolyI+dNTP第110页，讲稿共182张，创作于星期日35外切酶活性底物：3-OH
40、 dsDNA or ssDNA活性：从3-OH端降解DNA，可被53聚合活性封闭。Mg2+DNApolyI+dNTP Mg2+DNApolyI+dNTPProof reading第111页，讲稿共182张，创作于星期日反应平衡过量dNTP 平端第112页，讲稿共182张，创作于星期日2.用途切口平移法标记DNANick translation（所有DNApoly中只有此有此活性）第113页，讲稿共182张，创作于星期日 Mg2+,低限量DNase IdNTP DNApoly I产生切口切口平移外切活性和合成活性共同作用使切口沿5-3方向平移若有放射性dNTP,则可标记成探针第114页，讲稿共1
41、82张，创作于星期日 用于cDNA克隆中的第二链即单纯的DNA聚合活性但由于有5-3外切活性，已不再使用，而改用Klenow酶和反转录酶第115页，讲稿共182张，创作于星期日 末端标记（交换或置换反应）Mg2+,DNApoly I-P32dATPA*TT4 DNApolyT7 DNApoly 更好第116页，讲稿共182张，创作于星期日二、Klenow酶E.coli DNA polymerase I large fragmentKlenow fragment在蛋白酶（枯草杆菌蛋白酶）裂解,从全酶中除去53外切活性片段，而聚合活性和35外切活性不受影响，或基因工程而得76kDa第117页，讲稿
42、共182张，创作于星期日大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶的的KlenowKlenow片段片段KlenowKlenow聚合酶或聚合酶或KlenowKlenow大片段酶大片段酶大肠杆菌DNA聚合酶 DNADNA聚合酶聚合酶全酶全酶 大片段 Klenow 小片段具有5 3的聚合活性和3 5核酸外切酶活性，5 3的核酸外切酶活性枯草杆菌蛋白酶第118页，讲稿共182张，创作于星期日1.活性共两种,同 DNApoly I2.作用 补平3凹端，注意要用 dNTP 抹平3凸端，注意必须加足量dNTP T4和T7具更强3-5外切活性。末端标记 A置换反应 同前,同样被T4poly代替 B补平3-凹端的
43、过程进行标记第119页，讲稿共182张，创作于星期日第120页，讲稿共182张，创作于星期日第121页，讲稿共182张，创作于星期日 cDNA克隆中合成第二链 随机引物标记 DNA测序（Sanger 双脱氧链末端终止法）被T7取代，Taq等PCR酶。PCR反应被Taq等取代 在体外诱变中，用于从单链模板合成dsDNA仅利用DNA合成活性第122页，讲稿共182张，创作于星期日三、T4噬菌体DNA聚合酶 T4 DNA polymerase来源于T4 phage感染的E.coli 114kDa第123页，讲稿共182张，创作于星期日1.活性由噬菌体基因编码的，具有两种酶催活性具有两种酶催活性，即5
44、 3的聚合酶活性和3 5的核酸外切酶活性。与Klenow酶相似，但35外切活性强200倍 第124页，讲稿共182张，创作于星期日2.用途 补平或标记3 凹端 必须有高浓度dNTP（末端标记）置换反应 必须有高浓度dNTP(一种)末端标记第125页，讲稿共182张，创作于星期日 标记DNA片段 即利用外切活性产生了3凹端 再补平（用标记的dNTP）第126页，讲稿共182张，创作于星期日第127页，讲稿共182张，创作于星期日T4 DNA T4 DNA 聚合酶和取代合成法标记聚合酶和取代合成法标记DNADNA片段片段第128页，讲稿共182张，创作于星期日四、T7噬菌体DNA聚合酶T7 DNA
45、 polymerase来源于T7 phage感染的E.coli为两种紧密结合的蛋白质复合体(基因5蛋白和宿主的硫氧还蛋白)第129页，讲稿共182张，创作于星期日T7DNApoly为持续合成能力最强的一个 平均长度要大得多,在测序时具有优势活性/功能与T4DNApoly、Klenow类似 但3 5外切活性为Klenow的1000倍用途:A.替代T4的功能B.长模板的引物延伸第130页，讲稿共182张，创作于星期日修饰的 T7 DNA polymerase99%35外切活性被除去（V1.0）完全除去（V2.0）用于测序反应（测序酶）Sequenase USB Biochemical第131页，讲
46、稿共182张，创作于星期日1.1.特点：特点：分离自水生栖热菌，分子量为分离自水生栖热菌，分子量为94,00094,000，最适反应温度，最适反应温度7575，对对9595高温具良好稳定性，该酶不存在高温具良好稳定性，该酶不存在3355外切酶活性外切酶活性2.2.用途：用途：主要用于主要用于DNADNA的体外扩增，经的体外扩增，经2525次循环后才进入酶的反应稳定次循环后才进入酶的反应稳定期，一个期，一个DNA DNA 分子因而可被扩增分子因而可被扩增4 4106106倍倍 DNADNA扩增技术又称为扩增技术又称为聚合酶链式反应聚合酶链式反应，它包括以下三，它包括以下三个步骤：个步骤：DNAD
47、NA模板变性模板变性(95)(95)与与DNADNA引物退火引物退火(45)(45)引物延伸引物延伸(75)(75)五五.Taq DNA.Taq DNA聚合酶聚合酶 耐热DNA聚合酶第132页，讲稿共182张，创作于星期日六、反转录酶 Reverse transcriptaseReverse transcriptase依赖于RNA的DNA聚合酶1种类 来自AMV 禽成髓细胞瘤病毒 Mo-MLV(M-MuLV)Moloney鼠白血病病毒5 3合成DNA无3 5外切活性第133页，讲稿共182张，创作于星期日第134页，讲稿共182张，创作于星期日 AMV 二链多肽(62kDa/94kDa)具5
48、3DNA聚合活性具很强的RNA酶H活性(降解与DNA杂交的RNA)在反应开始时,引物和mRNA模板杂交体可成为 RNase H 的底物,此时模板的降解和cDNA的合成相竞争第135页，讲稿共182张，创作于星期日反应终止时，RNase H 可在正在增长的 DNA链近3端切割模板 趋向于抑制cDNA的产量并限制其长度但在42(鸡的正常体温),能有效发挥DNA合成作用，能有效地拷贝较复杂的mRNA 早期提纯过程中易被内切酶污染,cDNA不超过1kb,现已解决第136页，讲稿共182张，创作于星期日 High Fidelity PrimeScript RT-PCR Kit是用于从Total RNA或
49、mRNA高保真合成cDNA的2 Step RT-PCR试剂盒。反转录反应使用了TaKaRa独自开发的反转录酶PrimeScript RTase，该酶是一种新型的RNase H-型反转录酶，无RNase H活性，不会分解模板RNA，能够有效合成长链的1st-strand cDNA。本反转录酶具有极强的延伸能力，即使对有复杂二级结构的RNA，在42条件下也能得到良好的反应效果，无需进行高温反转录反应，因为高温的反转录反应会导致RNA的降解。PCR反应选用兼具高保真和高效扩增性能的PrimeSTAR HS DNA Polymerase，可以很好地应用于cDNA克隆等对保真性要求高的实验。使用本试剂盒
50、扩增得到的PCR产物几乎都为平滑末端，可克隆于平滑末端的载体中。第137页，讲稿共182张，创作于星期日 M-MuLV M-MLV逆转录酶是一种依赖于RNA和DNA的DNA聚合酶。它可以单链RNA、DNA或RNA-DNA杂合链为模板，以RNA或DNA为引物启动DNA合成。该酶带有针对RNA-DNA杂合链中RNA的RNase H活性。本产品来源于带有编码莫洛尼氏鼠白血病病毒（M-MLV）逆转录酶的pol基因片段的E.coli菌株。单肽 84kDa RNase H 活性弱利于合成较长cDNA第138页，讲稿共182张，创作于星期日2用途 cDNA克隆 测转录起始点（引物延伸法）5突出DNA的补平