Taq聚合酶是一种用于聚合酶链反应（PCR）体外合成DNA的酶。它类似于E。大肠杆菌DNA聚合酶1。它能耐受PCR中使用的高温，保持其酶活性。Taq聚合酶天然存在于一种叫做水热杆菌的嗜热细菌中。这种细菌生活在极端炎热的环境中，如热液喷口和温泉。因此，它是高度耐热的。Taq聚合酶活性测定的最适温度为75～80℃°C.

覆盖的关键领域

1.什么是Taq聚合酶-定义、位置、性质2.为什么Taq聚合酶耐热-水热菌的嗜热性3.Taq聚合酶在PCR中的作用是什么-Taq聚合酶在PCR中的使用

关键词：DNA聚合酶1，PCR，Taq聚合酶，嗜热菌，水生热杆菌

什么是Taq聚合酶(taq polymerase)？

Taq聚合酶是一种商用的、耐热的DNA聚合酶，用于PCR合成DNA。它来自一种名为Thermus aquaticus的真细菌。细菌的自然栖息地是环境温度为70-75摄氏度的温泉°C.Taq聚合酶的结构如图1所示。

Figure 1: Taq Polymerase

Taq聚合酶是一种94kd的DNA依赖性DNA聚合酶，与E。大肠杆菌。因此，Taq聚合酶由3′-OH核苷酸加成位点、dNTP/DNA结合位点和5′-3′核酸外切酶位点组成。然而，它缺乏3′到5′的核酸外切酶结构域来校对输入的核苷酸。

为什么taq是稳定的

Taq聚合酶自然发生的细菌是嗜热的。它生活在极端温度的环境中，如热液喷口和温泉。水热菌是从美国黄石国家公园的冒着泡沫的温泉中分离出来的。由于水热菌适应在极端的温度下生活，从细菌中分离出来的Taq聚合酶也能承受更高的温度。黄石国家公园的温泉如图2所示。

Figure 2: Grand Pri**atic Spring in the Yellowstone National Park

什么是taq聚合酶在pcr中的作用(the role of taq polymerase in pcr)？

DNA依赖性DNA聚合酶1的Klenow片段首次用于不耐热的PCR。但缺乏5′-3′核酸外切酶活性。Klenow片段的最适温度为37℃°C.因此，每个循环都必须向反应中添加一种新酶。剩余的Klenow片段在95℃发生的PCR变性步骤中变性°C.此外，Klenow片段只能合成少于400bp的片段。PCR的步骤如图3所示。

Figure 3: PCR 1 – Denaturation at 95 °C, 2 – Annealing at 68 °C, 3 – Elongation at 72 °C, 4 – Completion of a Cycle

与此同时，在1966年，托马斯D。Brock在美国黄石国家公园的温泉中发现了嗜热菌Thermus aquaticus，并用从Thermus aquaticus中提取的Taq聚合酶进行了PCR。Taq聚合酶通过在PCR过程中向模板中添加核苷酸来扩展引物。在PCR过程中，反应物被加热到95°C.正常的DNA聚合酶会在这种高温下变性。而Taq聚合酶的最适温度为75～80℃°C.此外，Taq聚合酶的错误率约为百万碱基对中的一个。Pfu是PCR中用来代替Taq聚合酶的另一种耐热DNA聚合酶。具有校对能力。因此，它比Taq聚合酶更准确。

引用

1.“Taq和其他耐热DNA聚合酶。” 施普林克，施普林格，多德雷赫特，1970年1月1日，可在这里买到。