2.3.4 T7DNA聚合酶
T7DNA聚合酶(T7 DNA polymerase)来源于T7噬菌体感染的大肠杆菌,由两种不同的亚基组成:一种是T7噬菌体基因5编码的蛋白质,其相对分子质量为84000;另一种是大肠杆菌编码的硫氧还原蛋白,其相对分子质量为12000。现在,这两种亚基的编码基因都已被克隆到质粒载体上,并在大肠杆菌细胞中实现了超量的表达。T7 DNA聚合酶具有极高的持续合成能力,能够在引物模板链上延伸合成数千个核苷酸,而不从模板上掉下来,是所有已知DNA聚合酶中持续合成能力最强的一个。此外,T7DNA聚合酶还具有很高的单链及双链的3'→5'外切酶活性,为Klenow DNA聚合酶的1000倍。T7DNA聚合酶没有5'→3'外切酶活性。
T7DNA聚合酶在基因工程中主要用于大分子模板的引物延伸反应,它能够根据同样的引物模板延伸合成数千个核苷酸,中间不发生任何解离现象,同时基本上不受DNA二级结构的影响,而这类二级结构则会阻碍大肠杆菌DNA聚合酶、T4 DNA聚合酶或逆转录酶的活性。此外,同T4 DNA聚合酶一样,T7DNA聚合酶也可以通过单纯的延伸或取代合成方法对DNA的3'末端进行标记。T7DNA聚合酶还可用于体外诱变中第二链的合成。
通过化学方法对天然的T7DNA聚合酶进行修饰,使之完全失去3'→5'外切酶活性,但保留其5'→3聚合酶活性,这样使得修饰的T7DNA聚合酶的加工能力,以及在单链模板上的聚合作用的速率增加了3倍,因此是Sanger双脱氧链终止法对长片段DNA进行测序的理想酶。目前,这种酶已经以测序酶(sequenase)作为商品名投放市场而被广泛使用。美国United States Biochemical公司在T7DNA聚合酶基础之上改造而成的测序酶已经完全切除了其所有的3'→5外切酶活性。