鹤岗市热启动Taq酶研发

热启动酶是耐高温的依赖于DNA模板的DNA聚合酶，来源于嗜热的嗜热水生菌Thermus aquaticus YT一1，一般应用于PCR反应。TaqDNA聚合酶是一种M92+依赖酶，反应体系中须有Mg2+存在，然而保持适当的Mg2+浓度十分重要，因为Mg2+浓度过高或过低均会影响引物与模板的结合、模板与PCR产物的解链温度、引物二聚体的形成以及酶的活性与精 确性。

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选择灵敏度高的热启动Taq酶。一般说，Taq酶的扩增效率高，灵敏度就高，但也有不一致的情况。如果要扩增的样本目标基因丰度较低，建议对Taq酶的扩增灵敏度进行检测。常见的检测方法是将目标基因质粒片段进行10倍或5倍梯度稀释，在较低的几个稀释度进行PCR检测，选择检测灵敏度较高的热启动Taq酶。目前国内市场上常用的ABI、Bioline、Biog的扩增灵敏度都比较高，但知名品牌T的灵敏度略低，研究者可根据自身的实验要求进行选择。

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分子诊断是当代医学发展的重要前沿领域之一，其核心技术是基因诊断，常规技术包括：（1）聚合酶链式反应（PCR）；（2）DNA测序（DNA sequencing）；（3）荧光原位杂交技术（FISH）；（4）DNA印迹技术（ DNA blotting ）；（5）单核苷酸多态性（SNP）；（6）连接酶链反应（LCR）；（7）基因芯片技术（gene chip）。

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Taq DNA聚合酶具有很高的加工合成特性，在适反应温度时，dNTP的掺入速度为35～100 nt/（s．酶分子），扩增长度可达7.6 kb。在低温条件下，Taq DNA聚合酶的活性明显降低，导致此酶在模板内局部二级结构区域的延伸能力受阻或前进速率常数与解离常数的比值发生改变。在较高的温度（95℃以上）时，很少有DNA合成；在体外，DNA在较高温度时的合成速度受到引物或引物链与模板链双链结构稳定性的限制。由于Taq DNA聚合酶的适反应温度高达75～80℃，故退火温度和延伸温度均可适当提高，这限制了非特异性扩增产物的出现，增加了PCR反应的特异性。

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热启动Taq酶的产生：在PCR的反应过程中，主要有三个阶段：变性、复性、延伸。Taq DNA聚合酶的复性温度是72℃，但其在低温下也有活性（活性较弱），也能催化引物与模板复性，只是错配率高，发生非特异性复性机率大。这样在未达到72℃之前，反应在Taq酶聚合下不断扩增出非特异性产物，而使实验失败。在传统的PCR反应中，这样由低温上升至高温的过程中，引物错配和二聚体的形成机率非常高，Hot Start Taq DNA聚合酶就是让PCR反应一开始就在大于70℃下进行。当温度较低时，酶活性被封闭，当温度大于一定温度时酶又开始工作。这样就避免了在低温下复性、延伸的过程，消除引物错配和二聚体形成，减少非特异性产物的产生。我们是如何对Hotstart Taq酶修饰而让它只在高温下才能发挥活性？这就是Hot Start taq酶的作用原理。

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分子诊断的主要技术有核酸分子杂交、聚合酶链反应和生物芯片技术。1.核酸分子杂交技术 具有一定互补序列和核苷酸单链在液相或固相中按碱基互补配对原则缔合成异质双链的过程，称为核酸分子杂交。杂交的双方是待测核酸序列和探针序列。应用该技术可对特定DNA或RNA序列进行定性或定量检测。2.聚合酶链反应（即Polymerase chain reaction，PCR）原理：PCR是模板DNA，引物和四种脱氧核糖核昔三磷酸（dNTP）在DNA聚合酶作用下发生酶促聚合反应，扩增出所需目的DNA。包括三个基本步骤：双链DNA模板加热变性成单链（变性）；在低温下引物与单链DNA互补配对（退火）；在适宜温度下TapDNA聚合酶催化引物沿着模板DNA延伸。3.生物芯片技术是近年发展起来的分子生物学与微电子技术相结合的核酸分析检测技术。起初的生物芯片技术主要目标是用于DNA序列测定、基因表达谱鉴定和基因突变体检测和分析，所以又称为DNA芯片或基因芯片技术。由于这一技术已扩展至免疫反应、受体结合等非核酸领域，出现了蛋白质芯片、免疫芯片、细胞芯片、组织芯片等，所以改称生物芯片技术更符合发展趋势。