一种DNA扩增的新技术： 利用热稳定的Bst DNA聚合酶驱动跨越式滚环等温扩增反应

Bst DNA聚合酶具有热稳定性、链置换活性及聚合酶活性,在体外DNA等温扩增反应中起重要作用. 本文利用Bst DNA聚合酶的5′→3′聚合酶、核苷酸（末端）转移酶及链置换酶活性发展了一种新的体外环式DNA扩增技术跨越式滚环等温扩增(saltatory rolling circle amplification,SRCA)．在SRCA反应中,Bst DNA聚合酶以上游引物P1为模板合成其互补链RcP1,并和P1形成双链DNA|之后,Bst DNA聚合酶用其核苷酸转移酶活性在其P1的3′末端沿5′→3′方向随机掺入脱氧核糖核苷酸聚合形成寡聚核苷酸（dNMP)m序列,即DNA的合成反应跨越了RcP1 与下游引物P2之间的缺口|然后,以下游引物P2为模板形成互补序列（RcP2）;接着,Bst DNA聚合酶继续将脱氧核糖核苷酸随机添加到RcP2的3′末端,形成（dNMP)n序列．继而,Bst DNA聚合酶以RcP1为模板,继续催化聚合反应合成互补新链,并通过其链置换酶活性替换P1|如此往复,形成［P1-(dNMP)m-RcP2-(dNMP)n …］序列．本文通过电泳、酶切、测序等方法对扩增产物进行分析,演绎出上述扩增过程,并就工作原理进行了讨论．该反应可能对开发等温扩增技术检测微生物有一定助益,也为解释环介导等温扩增技术中假阳性反应和滚环等温扩增反应中的背景信号提供了线索．     

改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变

目的:目的DNA片段中快速构建位点不同的定点双突变体。方法: 借鉴DNA shuffling技术中DNA小片段延伸扩增获得全长DNA片段的工作原理,与常规基因定点突变技术相结合,改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变。结果:对嗜酸热脂肪杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)Tc-12-31的甘露聚糖酶基因AamanA中两个可能的活性位点E151和E231进行双点突变,先后经过无引物和有引物两步PCR,扩增获得全长DNA,测序结果表明得到预期的定点双突变体;酶活性检测和薄层层析结果表明双点突变体丧失了酶的活性。结论: 改良的重叠PCR技术,能经济、简便、高效地获得双点定点突变体,在酶的催化机理的阐述、蛋白质结构改造等分子生物学领域中具有较高的应用价值。     

一批逆转录酶活性检测假阳性的鉴别

目前逆转录病毒的检测方法被普遍应用的是逆转录酶活性检测,自从PCR方法被应用到逆转录酶活性检测中后,使检测的灵敏度及特异性得到极大地提高。同时,假阳性结果也带给各实验室很大困扰,包括试验过程中的实验用试剂及检测样品本身带来的假阳性。实验中观察了一批逆转录酶活性检测阳性样品和两个依赖DNA的DNA聚合酶的假阳性,通过对检测的严密监控以及改变反应体系pH值,抑制了由于细胞死亡后所释放的细胞内DNA聚合酶以及实验用DNA聚合酶的类逆转录酶样作用,从而达到鉴别结果的真实性的目的。     

高粱空间诱变选育后代的同工酶与RAPD分析

1996年,利用我国第17颗返回式卫星对高粱唐恢28号品系种子进行搭载处理后,从其SP1代获得一个特大穗型突变体（MTR28）。该突变体后代性状分离广泛,变异类型丰富,具有极高的选育价值,为了从生化与分子水平上评价上述空间诱变效应及其突变体后代不同选系的遗传变异性,本研究对从MTR28分离后代中获得的6个遗传稳定且具有不同特点的大穗,高产型优良变异选系SP10-11,SP11-11,SP13-5,SP14-9,SP14-21,SP20-2,以及未经卫星搭载处理的唐恢28号高粱品系为对照进行了酯酶同工酶和细胞色素氧化酶同工酶电泳和RAPD分析。两种同工酶的电泳分析结果表明：变异选系与对照之间以及不同变异选系之间在酶带种类及酶活性上均存在较大的遗传差异。其中,6个变异选系与对照之间在酯酶同工酶图谱中分别具有1-8条带的差异;在细胞色素氧化酶电泳图谱中具有1-5条带的差异。用22个引物在6个变异选系与对照之间进行RAPD扩增,其中有3个选系（SP11-11,SP13-5,SP14-21）在6个引物的扩增图谱中与对照存在DNA片段差异;另外3个选系分别在4、5、7个引物的扩增图谱中与对照存在扩增片段差异。以上RAPD分析结果进一步证实,6个空间诱变选系均在基因组水平上发生了明显的变化。     

枯草杆菌抗利福霉素孢子形成突变体的基因定位和RNA聚合酶活性

分离到两株抗利福霉素的孢子形成突变体,其产孢子比率低于千分之五。三点转化杂交表明:抗利福霉素和寡孢子性状都是由于染色体上rfm座位的单一突变引起。亲株和突变株的营养期RNA聚合酶(Rpase~(2)))在离体条件下能转录φ_e噬菌体DNA和poly d(A-T)。但是,突变体-91的孢子形成期Rpase对φ_e DNA的离体转录活性要比亲株的高5倍。而且,营养期和孢子形成期的RNA聚合酶对Mg~( )、Mn~( )有不同的反应。     

用PCR检测恶性纤维组织细胞瘤体DNA的变化

为了进一步探讨恶性纤维组织细胞瘤的癌变机理,作者采用聚合酶链反应PCR对该肿瘤患者的瘤细胞和淋巴细胞DNA进行了配对扩增实验。 如果来自同一个体的两种组织的DNA序列完全一致,经聚合酶链反应扩增后的DNA片段大小应完     

细胞酶联反应法 (cell-ELA) 测定特异结合U87-EGFRvⅢ细胞的适配子的亲和力

通过细胞-指数级富集的配基系统进化(Cell based systematic evolution of ligands by exponentialenrichment,cell-SELEX)方法从随机文库中筛选得到与稳定过表达人表皮生长因子受体Ⅲ型突变体(Epidermal growth factor receptor variantⅢ,EGFRvⅢ)的胶质瘤细胞U87细胞株(U87-EGFRvⅢ)特异结合的DNA适配子。以U87-EGFRvⅢ细胞作为检测对象,筛选到的适配子A15作为检测分子,建立一种细胞酶联反应(Cell enzyme-linked assay,cell-ELA)方法测定适配子的亲和力,并用EGFR抗体作为对照来比较此种DNA适配子的亲和力。结果显示,所测定的DNA适配子A15的解离平衡常数(Equilibrium dissociation constants,Kd)小于100 nmol/L,对U87-EGFRvⅢ细胞的结合能力与抗体相似。Cell-ELA法可较方便地用于cell-SELEX中适配子亲和力的测定。     

重组旋毛虫plancitoxin-1-like活性位点突变体蛋白的核酸酶活性

旋毛虫plancitoxin-1-like(Ts-Pt)是旋毛虫125种DNaseⅡ家族蛋白中唯一具有典型DNaseⅡ活性区域HKD基序的核酸酶,且普遍认为,组氨酸位点是DNaseⅡ的活性氨基酸位点。为研究Ts-Pt活性位点突变体蛋白的核酸酶活性,利用重叠PCR方法获得Ts-Pt活性位点突变体片段,以p ET-28a(+)为载体构建重组表达质粒并在大肠杆菌中诱导表达。重组Ts-Pt突变体蛋白经亲和层析纯化后进行SDS-PAGE分析。利用琼脂糖凝胶电泳法和核酸酶酶谱分析重组Ts-Pt突变体蛋白的核酸酶活性。成功构建含Ts-Pt突变体重组质粒的基因工程菌,SDS-PAGE和亲和层析纯化结果显示,重组Ts-Pt突变体蛋白呈包涵体表达。重组蛋白经复性后并没有表现出核酸酶活性,但核酸酶酶谱分析结果显示,包涵体表达的重组Ts-Pt突变体蛋白表现出降解DNA的能力。同时,N端和C端活性位点H及HCK和DHSK突变并不影响Ts-Pt的核酸酶活性,研究结果为进一步研究庞大的DNaseⅡ家族蛋白在旋毛虫发育和感染方面的作用提供一定的参考。     

利用Taq DNA聚合酶直接从双链RNA模板中扩增靶序列

利用Taq DNA聚合酶既具有DNA聚合酶活性义具有反转录酶活性的特点,探索了在Taq DNA聚合酶单独作用下以双链RNA为模板进行PCR反应的条件。结果表明靶序列长度为277 bp、369 bp、987 bp时,均可直接进行PCR扩增;短片段序列扩增的退火温度在47．0℃、47．9℃、50．2℃、52．6℃、54．9℃、56．7℃条件下,均可有效扩增,而长片段序列扩增的退火温度在50．2℃、52．6℃、54．9℃、56．7℃条件下,也可扩增出相应的靶序列。这一结果提示利用Taq DNA聚合酶可以dsRNA为模板直接扩增目的片段,尤其是短片段的扩增。     

穿膜肽-LacI HPM载体的构建及其DNA结合活性测定

目的：借助穿膜肽TAT高效跨膜的特性和LacI前头肽突变体（LacI HPM）高亲和力结合DNA的特性,构建新型基因转导载体。方法：PCR扩增LacI、Lacl基因前头肽序列、前头肽序列突变体、TAT序列的编码基因,构建前头肽序列突变体和TAT的原核表达载体,可溶性表达TAT-LacI HPM融合蛋白并纯化,在缇冲液中氧化获得TAT-LacI HPM二聚体并浓缩,PCR检测二聚体融合蛋白与质粒的体外结合能力。结果：获得了pET-28a（-4-）-LacI HPM及pET-28a（＋）-TAT-LacI HPM表达质粒,表达纯化并获得二聚化融合蛋白,体外结合实验确定TAT-Lac／HPM二聚体融合蛋白与检测质粒DNA具有特异的高亲和力结合活性。结论：构建了穿膜呔TAT-LacI HPM,为进一步研究其作为新型DNA转运载体的可行性奠定了基础。     

用PCR检测恶性纤维组织细胞瘤体DNA的变化

为了进一步探讨恶性纤维组织细胞瘤的癌变机 理,作者采用聚合酶链反应PCR对该肿瘤患者的瘤 细胞和淋巴细胞DNA进行了配对扩增实验。 如果来自同一个体的两种组织的DNA序列完全 一致,经聚合酶链反应扩增后的DNA片段大小应完 全相同,如果经扩增后的片段大小不一致或有片段的 丢失增加,则提示DNA序列有改变。     

核苷二磷酸激酶A的定点突变及C4S突变体的制备和活性研究

目的:对核苷二磷酸激酶A(NDPK-A)二硫键异构的关键残基C4进行定点突变,构建、表达并纯化C4S突变体,测定其磷酸转移酶活性和DNase活性,研究二硫键异构对NDPK-A活性的影响。方法:以pBV220-nm23-H1质粒作为模板,通过设计合适的引物对NDPK-A进行定点突变,将第4位半胱氨酸突变为丝氨酸,构建NDPK-AC4S突变体;在大肠杆菌BL21中表达,DEAE-sepharose Fas tFlow与Cibacron Blue 3GA Sepharose CL-4B纯化目的蛋白,获得均一重组蛋白,纯度达到98%;DNA序列测定及重组蛋白的肽质量指纹图谱(PMF)分析均证明构建正确突变体;高效液相色谱法(HPLC)与DNA消化法分别测定野生型NDPK-A与C4S突变体的磷酸转移酶活性与DNase活性差异。结果:NDPK-AC4S突变体的磷酸基转移酶与DNase酶活性均高于野生型NDPK-A。结论:NDPK-A缺失二硫键后,活性增高。NDPK-A形成链内二硫键可能是其活性负调控模式之一。     

组蛋白去乙酰化酶HDAC2突变体构建及其SUMO修饰E3连接酶功能研究

目的:针对人源HDAC2外显子拼接功能区(CDS)基因,运用双管法突变体构建技术,构建HDAC2去乙酰化酶功能失活的片段缺失与关键位点突变体,检测突变体的SUMO化修饰E3连接酶功能活性,探究此HDAC2新功能是否受到其固有的去乙酰化酶功能的影响.方法:设计HDAC2 100-322位氨基酸密码子缺失的片段突变体引物与142位H→A点突变体引物,利用HDAC2的pcDNA3.1真核表达质粒为模板,通过耐热Fusion酶PCR反应双管扩增相应的单链DNA,并经退火、模板酶切、乙醇纯化、感受态转化、抗性平板筛选、测序鉴定获得两种HDAC2去乙酰化酶功能失活的pcDNA3.1真核表达质粒.免疫印迹检测突变体质粒在细胞中的表达,荧光素酶(LUC)报告基因实验检测其SUMO化修饰E3连接酶功能活性.结果:成功构建HDAC2去乙酰化功能失活的片段缺失突变体pcDNA3.1/HDAC2 (DEL 100-322AA)与关键位点突变体pcDNA3.1/HDAC2(142 H→A).C-myc标签的免疫印迹检测显示两种突变体在细胞中可稳定表达.将突变体转染进入三种细胞,LUC报告基因分析结果显示突变体仍具有E3连接酶功能活性.结论:HDAC2的E3连接酶功能不依赖于其去乙酰化酶活性,并且E3连接酶功能结构域位于其序列C端.     

一种简便快速的聚合酶活性实时检测新方法

基于双链DNA结合染料能特异嵌入双链DNA发出荧光的原理,发展了一种实时检测DNA聚合酶活性的简便方法.在检测过程中,聚合酶的聚合反应进程被实时转换为荧光信号,通过监测荧光强度的变化实时检测聚合酶的活性及药物对聚合酶活性的影响.该方法不需要对DNA进行放射性同位素标记和荧光标记,也不需要聚丙烯酰胺凝胶电泳和聚合酶链式反应,是一种简便、快速的聚合酶活性实时检测新方法,为研究抗肿瘤药物对聚合酶活性的影响提供了一种简捷方法,也将为相关疾病诊治和药物筛选提供一种新的思路.     

Bst DNA聚合酶大片段在全基因组扩增中的应用

Bst DNA聚合酶大片段作为一种常用的DNA聚合酶,因其独特的特点:能引发链置换反应、高保真、耐高温等,而成为一种重要的DNA多重置换扩增酶。目的:为减少成本,设计一种高产,方便且扩增活性高的Bst DNA聚合酶大片段表达体系;探究该酶应用于胃癌石蜡包埋组织基因组DNA的扩增条件。方法:采用p TWIN1质粒作为载体克隆表达Bst DNA聚合酶大片段,应用几丁质亲和层析柱纯化该酶,使用该酶对人类基因组DNA进行不同温度下扩增,探究其最适反应温度,并据此对胃癌石蜡包埋组织基因组DNA进行扩增。结果:由此得到的Bst DNA聚合酶大片段能运用于胃癌石蜡包埋组织基因组DNA的扩增,扩增效率可达200倍,并能应用于a CGH芯片。结论:扩增得到保真性高,覆盖基因组范围大的DNA扩增产物。该应用与a CGH结合,使得对少量的癌症石蜡包埋组织DNA样本进行全基因组扩增,并进行其基因拷贝数变异研究成为可能。     

RT－PCR联合一步法扩增G蛋白α亚基基因的开放阅读框

报道逆转录－多聚酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）联合一步程序,扩增大于１ｋｂ的拟南芥菜Ｇ蛋白α亚基基因的开放阅读框,该程序中,当ＲＮＡ模板和引物变性,并在同一管中加入ＰＣＲ缓冲液,４种ｄＮＴＰ底物,逆转录酶和ＴａｑＤＮＡ聚合酶之后,就不需其它手工操作步骤,因而可同时进行大批量样品的操作,实验结果证明ＡＭＶ（鸟类骨髓性白血病病毒）逆转录酶对ＴａｑＤＮＡ聚合酶的活性没有抑制作用,这种ＲＴ－ＰＣＲ联合一步法可     

应用逆转录聚合酶链反应法扩增类胰岛素生长因子Ⅱ基因

利用酸性异硫氰酸胍-酚-氯仿一步法从人胚胎组织中提取总RNA,经Oligo(dT)纤维柱分离纯化出mRNA。用逆转录与聚合酶链反应相结合的RT-PCR法,扩增出人类胰岛素生长因子Ⅱ(IGFⅡ)的cDNA片段,在限制性内切酶Sma Ⅰ存在的连接体系中,将扩增出的cDNA片段克隆进PUC12的Sma Ⅰ位点处。经限制性内切酶EcoR Ⅰ、Sal Ⅰ、Eco47Ⅲ酶切鉴定其方向。以重组质粒的双链DNA为模板,用末端终止法测定其全部核苷酸顺序,证实其核苷酸编码的IGFⅡ在氨基酸顺序上与文献报道的相同。     

RT－PCR联合一步法扩增G蛋白α亚基基因的开放阅读框

报道逆转录－多聚酶链式反应（ＲＴ－ＰＣＲ）联合一步程序,扩增大于１ｋｂ的拟南芥菜Ｇ蛋白α亚基基因的开放阅读框。该程序中,当ＲＮＡ模板和引物变性,并在同一管中加入ＰＣＲ缓冲液、４种ｄＮＴＰ底物、逆转录酶和ＴａｑＤＮＡ聚合酶之后,就不需其它手工操作步骤,因而可同时进行大批量样品的操作。实验结果证明ＡＭＶ（鸟类骨髓性白血病病毒）逆转录酶对ＴａｑＤＮＡ聚合酶的活性没有抑制作用。这种ＲＴ－ＰＣＲ联合一步法可从０．５μｇ的总ＲＮＡ中快速地扩增长于１．０ｋｂ的ｃＤＮＡ片段。     

分子生物学技术讲座(六)──聚合酶链式反应(PCR)技术

聚合酶链式反应（Polymerasechainreaction）技术,简称PCR技术,是近年发展起来的一种体外扩增特异DNA片段的分子生物学技术。此方法操作简便快速,并且非常有效,可在很短的时间内得到数百万个特异DNA序列的拷贝。目前,此技术已在分子克隆、医学诊断、法医学和考古学等各个领域中得到广泛应用。1基本原理聚合酶链式反应用于扩增位于两个已知序列片段之间的DNA区段。其基本原理是利用TaqDNA聚合酶的聚合活性以及热稳定性,通过3个不同温度的重复循环,即首先双链DNA在含有两种过量引物和4种dNTPS的反应液中高温变性,然后在适当…