等温扩增酶

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等温扩增酶

2023-12-08 10:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

想要增加样本量有限的 DNA 靶标,等温全基因组扩增 (WGA) 是最有效的方法。[1] 特别是在需要多次重复实验的遗传疾病研究中特别有用。通过 WGA 扩增的 DNA 可以用于下游的二代测序、Sanger 测序、芯片基因分型和单核苷酸多态性 (SNP) 基因分型。[2] 目前已经开发出了多种 WGA 技术,它们的操作方法和易用性各不相同。

Phi29 DNA 聚合酶是进行 WGA 的首选酶。Thermo Scientific 可提供一种 改进型 EquiPhi 29 DNA 聚合酶,其是通过体外蛋白改造而开发的特殊 Phi29 DNA 聚合酶突变体。[3] 该酶在蛋白热稳定性、反应速度、产物产率和扩增偏好性方面明显优于常规 Phi29。此外,它保留了野生型酶的所有优点,包括高持续合成能力(扩增长达 70 kb)、强劲的链置换活性和 3'→5' 核酸外切酶(校正)活性。因此,推荐使用 exo-resistant random primer。表 1中将经典 Phi29 和EquiPhi 29 DNA 聚合酶做了比较。

表 1.Phi29 和 EquiPhi29 DNA 聚合酶相关数据比较。

 Phi29-类 DNA 聚合酶EquiPhi29 DNA 聚合酶持续合成能力 / 链置换活性高(长达70kb)高(长达70kb)最佳扩增温度30-37 °C42-45 °C反应时间慢 – 长达 12h慢 – 长达 3h校正活性3′→5′ (低错误率)3′→5′ (低错误率)准确度高(低错误率)高(低错误率)产量高非常高序列偏好性低偏好性、长片段(整个基因组)均匀扩增极低偏好性,包括高 GC 和 AT 含量模板(数据适用于0.5 ng 的起始材料)

与其它 WGA 商业化试剂相比,EquiPhi29 DNA 聚合酶还可以实现时间更短、速度更快的多重置换扩增 (MDA) 方案。 动手操作时间大约 30 分钟,整个流程时间大约是 2 个小时(图2)。

点击图片放大图 2.使用 EquiPhi29 DNA 聚合酶进行多重置换扩增 (MDA) 的反应体系配制。 EquiPhi29 DNA 聚合酶

在与其它同类 Phi29 DNA 聚合酶的研究中,EquiPhi29 DNA 聚合酶在扩增高 GC 含量靶标时偏好性最低(图1),并且无论是从 DNA 质粒(图3)还是从整个基因组DNA(图4),均可在 2 小时内扩增获得最高产量的靶序列。

图 3.当扩增3细菌基因组时,EquiPhi29 DNA 聚合酶显示出较低的 GC 偏好性。使用 EquiPhi29 和 Phi29 DNA 聚合酶以及来自另一个供应商的 DNA 聚合酶,扩增具有低 GC 含量(S. aureus,33%GC)、中等 GC 含量(E. coli,51%GC)和高 GC 含量(P. aeruginosa,68%GC)细菌基因组的混合物。对于每个基因组,参考基因组的 GC 含量(以 100 bp windows 表示,灰色)被转换成未扩增基因组混合物的归一化的覆盖率(绿色)。在没有序列偏好性的情况下,所有 windows 应均匀分布且归一化覆盖度接近 1,以浅蓝色表示。使用不同聚合酶扩增后得到的归一化覆盖率。与其它 DNA 聚合酶相比,EquiPhi29 DNA 聚合酶在所有 GC 含量范围内均可以最低的 GC 偏好性扩增 DNA(EquiPhi29 DNA 聚合酶以黄色表示)。

图 4.与其它供应商的产品相比,EquiPhi29 DNA 聚合酶可以更快的速度获得更高产量的基因组DNA。使用 EquiPhi29 和 Phi29 DNA 聚合酶以及其它供应商的 DNA 聚合酶,扩增 0.5 ng 的人类基因组DNA。使用磁珠纯化 DNA 产物,并使用 Qubit dsDNA BR Assay Kit 定量分析 DNA 产物。EquiPhi29 DNA 聚合酶的推荐反应温度为 42°C;但是,在 30°C 下孵育 4 小时,可以获得更高的产量。

相关文献Zhang L et al.(1992) Whole genome amplification from a single cell: Implications for genetic analysis. PNAS 89(13):5847-51.Dean FB et al.(2002) Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification. PNAS 99(8):5261-6.Povilaitis T et al.(2016) In vitro evolution of phi29 DNA polymerase using isothermal compartmentalized self replication technique. Protein Eng Des Sel 29(12):617-628.


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