DNA连接酶同工酶的研究进展

DNA连接酶是生物体内重要的酶,其所催化的反应在DNA的复制和修复过程中起重要作用. DNA连接酶分为两大类：一类是利用ATP的能量催化两个核苷酸链之间形成磷酸二酯键的依赖ATP的DNA连接酶,另一类是利用NAD⁺的能量催化两个核苷酸链之间形成磷酸二酯键的依赖NAD^＋的DNA连接酶.研究发现,细菌的DNA连接酶都是依赖NAD^＋的, 且有非常相似的序列和相近的分子质量,其酶分子分为两个功能区：N端区与NAD^＋结合形成酶-腺苷酸中间物;C端区催化两条DNA链的连接.所有真核生物的DNA连接酶都是利用ATP提供能量,且一种真核生物含有多种DNA连接酶,不同的DNA连接酶催化不同的DNA修复和复制过程：DNA连接酶Ⅰ的作用是将岗畸片段连接起来形成完整的DNA链以及进行碱基切除修复(BER);DNA连接酶Ⅲ主要是在DNA修复中起作用,即催化单核苷酸碱基切除修复.DNA连接酶Ⅱ可能是DNA连接酶Ⅲ的一个片段.     

DNA连接酶、RNA连接酶、多核苷酸激酶和DNA聚合酶的同时分离纯化

本文报道从T4amN82噬菌体诱导的大肠杆菌E.coliB 同时分离和纯化四种酶的一般方法。先用硫酸链霉素沉淀把RNA连接酶,DNA连接酶与多核苷酸激酶和DNA聚合酶加以分离。然后用DEAE纤维素柱层析把DNA连接酶与RNA连接酶加以分离,用DEAE-Sephadex-A50柱层析把多核苷酸激酶与DNA聚合酶加以分离。本文着重介绍T4DNA聚合酶的分离纯化。     

DNA连接酶的结构与功能

在ＤＮＡ合成中 ,合成方向为 5′→ 3′ ,即一条链上是连续复制的 ,而另一条链的复制是不连续的 ,必须先合成岗崎片段 (真核细胞的岗崎片段为 10 0ｂｐ ,原核细胞的为 10 0 0ｂｐ)。ＤＮＡ连接酶的作用就是催化岗崎片段的连接以完成ＤＮＡ的合成。另外 ,ＤＮＡ连接酶在ＤＮＡ修复过程中也起重要作用 ,如在切除修复中 ,切除损伤的ＤＮＡ片段 ,以未受损伤的链作为模板合成一条新的ＤＮＡ链后 ,ＤＮＡ连接酶将新合成的ＤＮＡ链与原来的ＤＮＡ链之间的缺口封闭完成ＤＮＡ的修复。ＤＮＡ链未封闭的缺口对细胞具有潜在的危险性 ,所以 ,ＤＮＡ连接…     

耐热DNA连接酶介导的TLCR技术在简化DNA重组实验中的应用

传统的DNA重组方法Type Ⅱ型限制酶技术受到片段纯化的限制,无法做到复杂混合体系中DNA片段的特异性连接。为解决这个问题,本研究将耐热连接酶链式反应(Thermostable ligase chain reaction, TLCR)引入DNA片段的连接与捕获。该技术利用耐热型DNA连接酶的特性,在热循环反应中配合针对目的片段末端序列设计的单链寡核苷酸连接模板--Helper,实现目的片段的特异性连接和产物数量的指数性增长。两个质粒构建实验被用于验证TLCR技术的可行性和应用效果。首先利用TLCR技术从一个未经纯化的含有7种不同大小片段的混杂体系中特异性地将一段1.5 kb的片段捕获进载体,随机抽取的克隆样品经检验准确率达到80%,验证TLCR技术在复杂混合体系中特异性连接DNA片段的可行性和准确性。在另一个质粒构建实验中,TLCR技术从λ噬菌体基因组Hind消化物中将两段总长达27 kb的片段按顺序捕获进载体,随机抽取的克隆样品经检验同样达到了80%的准确率。结果表明,TLCR技术能够简化DNA重组实验的操作,并且适用于多片段和大片段的连接,可以为生物学研究提供便利。     

哺乳动物DNA连接酶在DNA双链断裂修复通路中的作用

保持基因组的完整性和稳定性对于生物体的存活是十分重要的。DNA损伤来源于多方面,主要包括内源性的生理因素（如细胞代谢产物、DNA复制错误、抗体类别转换等）和外源性因素（如UV照射、同位素辐射等）。基因组DNA一旦发生损伤,机体内的DNA损伤修复机制就会被激活。DNA被错误地修复会导致基因突变或者基因组的不稳定,包括染色体缺失、扩增以及转位,最终这些突变的细胞可能会转化为癌细胞,进而引起肿瘤的发生。     

高纯度T4DNA连接酶的简便快速纯化

我们采用简便、快速、重复性好的肝素-琼脂糖和蓝色葡聚糖-琼脂糖柱两次亲和层析方法,纯化得到了高纯度的T4-DNA 连接酶。纯化了近690倍,比活高达5900单位/毫克蛋白。没有检测到脱氧核糖核酸酶的污染。聚丙烯酰胺-S.D.S.电泳显示清晰的一条蛋白带。     

高纯度T4DNA连接酶的简便快速纯化

我们采用简便、快速、重复性好的肝素-琼脂糖和蓝色葡聚糖-琼脂糖柱两次亲和层析方法,纯化得到了高纯度的T4-DNA连接酶。纯化了近690倍,比活高达5900单位/毫克蛋白。没有检测到脱氧核糖核酸酶的污染。聚丙烯酰胺-S.D.S.电泳显示清晰的一条蛋白带。     

DNA连接酶Ⅲ在线粒体基因组完整性保持中的作用

真核DNA连接酶(DNA ligase)通过催化ATP依赖的双链DNA切口连接而在DNA复制、重组和修复过程中发挥了重要作用．DNA连接酶Ⅲ(Lig3)是一种独特性的连接酶,既可定位于细胞核,又可定位于线粒体．Lig3通过与DNA修复蛋白XRCC1作用而参与了碱基切除修复和其他单链断裂修复．但Lig3以XRCC1不依赖方式在线粒体DNA完整性保持方面发挥了更为重要的作用．这些研究为Lig3功能和DNA修复研究提供了新的视野．     

线粒体DNA及其应用

线粒体DNA是在真核生物中普遍存在的一种核外遗传物质,具有分子小、结构简单、进化速度快、母性遗传、无组织特异性等特点。本综述了线粒体DNA在人类遗传疾病、动植物的亲缘关系、种群分化、群体多样性及植物细胞质雄性不育等研究领域中的应用情况。     

连接酶链反应

连接酶链反应（ＬＣＲ）是继ＰＣＲ后新发展的一些较有前景的体外核酸扩增技术。四条寡核苷酸引物在耐热连接酶作用下通过变性、复性、连接完成核酸的体外扩增,可准确地检测靶基因上的单个或几个碱基的突变,在遗传性疾病、肿瘤和病原微生物的快速、准确检测上有着广泛的应用前景。本综述了该技术的原理、方法及近年来的初步应用。     

浅谈DNA指纹及其应用

人类基因组DNA储存着大约有一千万个基因,这是供正常生命活动的遗传物质基础。在几十年前,我们仅了解到人类基因组DNA是相同的,它所含的基因结构与其功能也是相同的。以后不断地研究发现,个别基因具有多态性。基因的多态性就导致了同一群体不同个体的多态现象。如人类血型中Rh阳性与Rh阴性的人。多态观象可能是短暂的,也有的是永久性的(也就是不同基因型的比例可以维持很多代不变)。这后一种现象遗传学上又称平衡多态现象。     

DNA芯片技术及其应用

ＤＮＡ芯片技术及其应用安海谦卢圣栋（中国医学科学院基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室）ＤＮＡ芯片（ＤＮＡＣｈｉｐ）又被称为生物集成模片,ＤＮＡ阵列或寡核苷酸微芯片（Ｂｉｏ－Ｃｈｉｐ,ＤＮＡａｒｒａｙｓ,ａｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｍｉｃｒｏｃｈｉｐ）等。这项技术是由位于美国旧金山以南的ＳａｎｔａＣｌａｒａ的一个新兴生物技术公司Ａｆｙｍｅｔｒｉｘ首先发展起来的。它是受到在固相支持物上...     

DNA的化学合成及其应用

通过二十多年的探索和研究,脱氧核糖寡核苷酸(DNA)片段的化学合成得到了突飞猛进的发展。DNA固相合成技术的问世更使DNA化学合成技术达到了精确、高效和自动化。重组DNA技术以及外源DNA分子在异源体系中的表达为DNA结构功能及基因表达调控机制的研究打开了新局面,使得生物学的研究发生了革命性的变化,而DNA分子的化学合成为分子生物学家对特定的基因进行遗传工程的操作,选择性地对DNA分子进行改造提供了崭新的手段。借助于化学合成的DNA片段,人     

泛素连接酶Brl2在DNA双链断裂修复中的作用分析

组蛋白H2B单泛素化在基因转录、DNA复制及损伤修复中发挥着重要的调控作用。在裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中,Brl2作为一个泛素化连接酶,调节H2B的119位赖氨酸的单泛素化。目前,有关Brl2在DNA损伤修复中的作用研究较少,本研究利用药物喜树碱(camptothecin, CPT)处理裂殖酵母产生高毒性的DNA双链断裂(DNA double-strand breaks, DSBs),探索Brl2在DSB修复过程中的作用。研究发现,brl2基因缺失的菌株对CPT高度敏感,并导致细胞内DNA自发重组频率下降。荧光分析表明Brl2和重组修复蛋白Rad52共定位到DSB处,且Brl2促进Rad52在DSB处的募集。在CPT产生的DSB条件下,Brl2会发生磷酸化。以上研究发现揭示了Brl2在DSB修复过程中起重要作用,为具体阐明Brl2在DNA同源重组及双链断裂修复的分子机制奠定了进一步研究的基础。     

额外的错配碱基提高T4 DNA连接酶等位特异性连接

连接是一种主要的DNA处理过程。由于较低的商业成本以及核酸底物识别的灵活性,T4 DNA连接酶被广泛应用于生物分子工程,特别是特定核酸序列的等位特异性连接检测。本文评估了在T4 DNA连接酶介导的连接反应中,引入额外的错配碱基对所产生的影响。设计了超过150组DNA/DNA或DNA/RNA带有的额外错配碱基对的组合。结果发现,引入额外的错配碱基对后,T4 DNA 连接酶在DNA/DNA连接中特异性可提高60倍以上,而在DNA/RNA连接中特异性只能提高2倍。在等位特异性连接中,有的错配碱基对可使T4 DNA连接酶的特异性提高600多倍。     

DNA探针体外标记及其应用

本文介绍了DNA探针在体外标记的几种方法,主要包括同位素标记法和非同位素标记法两大类。并介绍了标记的DNA探针在细胞原位杂交、Southern转印杂交、分子克隆筛选、核酸的分离和鉴定以及遗传性疾病的分析和诊断等方面的应用。