Taq-полимераза

Taq-полимераза
Taq-полимераза в комплексе с ДНК
Taq-полимераза в комплексе с ДНК
Обозначения
Символы polA
PDB 1BGX
UniProt P19821
Другие данные
Шифр КФ 2.7.7.7
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?

Taq-полимераза, или термостабильная ДНК-полимераза I — термостабильная ДНК-зависимая-ДНК-полимераза бактерии Thermus aquaticus. Taq-полимераза является гомологом ДНК-полимеразы I Escherichia coli[1]. В отличие от E. coli, Th. aquaticus является термофильным микроорганизмом (для его жизнедеятельности оптимальна температура окружающей среды 55 °С и выше), поэтому и его ферменты термостабильны (температурный оптимум составляет 70—80 °С)[2]. Taq-полимераза обладает ДНК-полимеразной и 5',3'-экзонуклеазной активностями и применяется для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Taq-полимераза была впервые охарактеризована в 1976 году[3]. Этот фермент состоит из 832 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу около 94 кДа[4].

Свойства

Ключевым свойством Taq-полимеразы, которое делает её удобной для ПЦР, является термостабильность. Период полураспада фермента при температуре 92,5 °C составляет 130 минут, что позволяет проводить многочисленные циклы ПЦР без необходимости добавлять новую порцию фермента в каждом цикле (как делали до открытия термостабильных ДНК-полимераз). Кроме того, более высокий температурный оптимум протекания реакции амплификации уменьшает вероятность образования вторичной и третичной структуры в матрице и неспецифичного отжига праймеров[2].

Скорость работы фермента зависит от температуры и составляет примерно 60 нуклеотидов в секунду при 72 °С. Это выше, чем скорость работы фрагмента Клёнова при оптимальной для него температуре и частично объясняется тем, что Taq-полимераза не имеет корректирующей 3',5'-экзонуклеазной активности, которая замедляет работу фермента. Taq-полимераза имеет более высокую процессивность, чем фрагмент Клёнова и легко синтезирует фрагменты ДНК длиной 4000 нуклеотидных остатков, а при оптимальных условиях — до 8000—10 000[2].

Полимераза может добавлять 3'-выступающий нуклеотид на тупые концы ДНК-фрагмента. Это свойство фермента используется для молекулярного клонирования[2].

Примечания

  1. ↑ Eom S. H., Wang J., Steitz T. A. Structure of Taq polymerase with DNA at the polymerase active site // Nature. — 1996. — Т. 382, вып. 6588. — С. 278—281. — PMID 8717047.
  2. ↑ 1 2 3 4 Elizabeth van Pelt-Verkuil, Alex van Belkum, John P. Hays. Chapter 7. Taq and Other Thermostable DNA Polymerases // Principles and Technical Aspects of PCR Amplification. — Springer, 2008. — ISBN 978-1-4020-6240-7.
  3. ↑ Chien A., Edgar D. B., Trela J. M. Deoxyribonucleic acid polymerase from the extreme thermophile Thermus aquaticus // J Bacteriol. — 1976. — Т. 127, вып. 3. — С. 1550—1557. — PMID 8432. Архивировано 18 сентября 2019 года.
  4. ↑ Taq-полимераза в базе данных UniProt. Дата обращения: 29 апреля 2013. Архивировано 17 мая 2013 года.