Taq ポリメラーゼは、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) で DNA を in vitro で合成するために使用される酵素です。 . E に似ています。大腸菌 DNA ポリメラーゼ 1. PCR で使用される高温に耐え、酵素活性を保持します。 ターク ポリメラーゼは、Thermus aquaticus として知られる好熱性細菌に自然に見られます。 .この細菌は、熱水噴出孔や温泉などの非常に高温の環境に生息しています。そのため、熱安定性に優れています。 Taqの活動に最適な温度 ポリメラーゼは 75 ～ 80 °C です。
対象となる主な分野
1. Taqポリメラーゼとは
– 定義、場所、プロパティ
2. Taq ポリメラーゼが耐熱性である理由
– Thermus Aquaticus の好熱性
3. PCR における Taq ポリメラーゼの役割
– PCR における Taq ポリメラーゼの使用
重要な用語:DNA ポリメラーゼ 1、PCR、Taq ポリメラーゼ、好熱性細菌、Thermus aquaticus
Taq とは ポリメラーゼ
Taq ポリメラーゼは、PCR で DNA を合成するために使用される市販の熱安定性 DNA ポリメラーゼです。 Thermus aquaticus と呼ばれる真正細菌に由来します。 .細菌の自然生息地は、周囲温度が 70 ～ 75 °C の温泉です。 Taq の構造 ポリメラーゼは図1に示されています。
図 1:Taq ポリメラーゼ
Taq ポリメラーゼは 94 kD の DNA 依存性 DNA ポリメラーゼで、E の DNA ポリメラーゼ 1 と相同です。大腸菌 したがって、Taq ポリメラーゼは、3' -OH ヌクレオチド付加部位、dNTP/DNA 結合部位、および 5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ部位で構成されています。ただし、入ってくるヌクレオチドを校正するための 3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ ドメインが欠けています。
Taq である理由 ポリメラーゼ耐熱
Taq が存在する細菌 自然に発生するポリメラーゼは好熱性です。熱水噴出孔や温泉などの極端な温度の環境に住んでいます。 Thermus aquaticus 米国のイエローストーン国立公園の炭酸泉から隔離されています。 Thermus aquaticus として Taq は極端な温度での生活に適応しています 細菌から分離されたポリメラーゼは、高温にも耐えることができます .イエローストーン国立公園の温泉は 図 2 に示されています .
図 2:イエローストーン国立公園のグランド プリズマティック スプリング
PCR における Taq ポリメラーゼの役割とは
DNA 依存性 DNA ポリメラーゼ 1 の Klenow フラグメントは、熱安定性がない PCR で最初に使用されました。ただし、5' から 3' へのエキソヌクレアーゼ活性はありませんでした。 Klenow フラグメントの最適温度は 37 °C です。したがって、各サイクルごとに新鮮な酵素を反応に添加する必要がありました。残りのクレノー フラグメントは、95 ° C で発生する PCR の変性ステップ中に変性されました。さらに、クレノウ フラグメントは 400 bp 未満のフラグメントしか合成できませんでした。 PCR の手順を図 3に示します。 .
図 3:PCR
1 – 95 °C での変性、2 – 68 °C でのアニーリング、3 – 72 °C での伸長、4 – サイクルの完了
その間、1966 年に Thomas D. Brock が好熱菌 Thermus aquaticus を発見しました。 アメリカのイエローストーン国立公園の炭酸泉から。その後、Taq Thermus aquaticusから抽出されるポリメラーゼ PCRに使用しました。 ターク ポリメラーゼは、PCR 中にテンプレートにヌクレオチドを付加することにより、プライマーを伸長するために使用されます。 PCR 中、反応物は 95°C に加熱されます。通常の DNA ポリメラーゼは、この高温によって変性します。ただし、Taq の最適温度は ポリメラーゼは 75 ～ 80 °C です。さらに、Taq のエラー率 ポリメラーゼは約 100 万塩基対に 1 つです。 プフ Taq の代わりに使用される別のタイプの熱安定性 DNA ポリメラーゼです。 PCRのポリメラーゼ。校正能力があります。したがって、Taq よりも正確です。
参照:
1.「Taq およびその他の熱安定性 DNA ポリメラーゼ」。 SpringerLink 、Springer、ドルドレヒト、1970 年 1 月 1 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. アデノシンによる「Taq」 – Commons Wikimedia による自身の作品 (CC BY-SA 3.0)
2. 「Grand Prismatic Spring, Yellowstone National Park (3646969937)」 By Frank Kovalchek from USA – Grand Prismatic Spring, Yellowstone National Park Park (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
3. Magnus Manske 著「Pcr」(CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
