探秘T4連接酶：基因“分子縫合針”

發(fā)布時(shí)間：2024-05-22 發(fā)布人：

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在高中的生物課教材里，就告訴我們基因工程至少需要三種工具：“分子手術(shù)刀”、“分子縫合針”和“分子運(yùn)輸車”。之前我們已經(jīng)了解了“分子手術(shù)刀”——限制性內(nèi)切酶的前世今生，今天我們就來(lái)聊聊最常用的“分子縫合針”——T4 DNA連接酶。

一、 T4 DNA連接酶—來(lái)自噬菌體的神秘力量

1967年，科學(xué)家們?cè)谇秩敬竽c桿菌的T4噬菌體中發(fā)現(xiàn)了一種酶，能夠?qū)嗔训碾p鏈DNA連接起來(lái)，于是命名為T4 DNA連接酶。后來(lái)發(fā)現(xiàn)T4連接酶不僅能夠連接雙鏈DNA，也能修復(fù)雙鏈DNA、DNA-RNA雜合鏈上的切刻，就像是一套萬(wàn)能的縫合針。T4 DNA連接酶在縫合DNA時(shí)需要兩端有能穿針的“搭扣”，即3'末端的自由羥基和5'末端的磷酸基團(tuán)，同時(shí)還需要ATP參與提供能量。

因?yàn)橐_連接DNA末端，所以T4 DNA連接酶對(duì)純度要求很高，微量其他核酸酶的污染就會(huì)破壞DNA末端導(dǎo)致連接失敗。愚公&百時(shí)美T4 DNA Ligase (Fast) 經(jīng)過(guò)精細(xì)純化，純度與進(jìn)口產(chǎn)品相當(dāng)，優(yōu)于國(guó)內(nèi)競(jìng)品。

二、 不同類型末端的連接效率

T4 DNA聚合酶可以連接各種類型的雙鏈DNA末端，無(wú)論是末端有突出 (overhang) 的粘性末端 (sticky end)，還是末端平齊的粘性末端 (blunt end)。

對(duì)于不同類型的DNA末端，連接效率差異較大。一般而言，粘性末端的連接效率遠(yuǎn)高于平末端；對(duì)于粘性末端，4堿基突出的連接效率高于2堿基突出，但單堿基突出的粘性末端連接效率有時(shí)也接近平末端。根據(jù)我們的數(shù)據(jù)，3'突出末端的連接轉(zhuǎn)化效率高于5'突出末端。此外，突出序列CG含量高的連接效率更高。