DNA聚合酶太多了撒 真核細胞有5種DNA聚合酶，分別為DNA聚合酶α（定位於胞核，參與複製引發具5'－3'外切酶活性），β（定位於核內，參與修復，具5'－3'外切酶活性），γ（定位於線粒體，參與線粒體複製具5'－3'和3'－5'外切活性），δ（定位核，參與複製，具有3'－5'和5'－3'外切活性），ε（定位於核，參與損傷修復，具有3'－5'和5'－3'外切活性）。 原核細胞有3種DNA聚合酶，DNA-polIIIIII都與DNA鏈的延長有關。DNA聚合酶I是單鏈多肽，可催化單鏈或雙鏈DNA的延長；DNA聚合酶II則與低分子脫氧核苷酸鏈的延長有關；DNA聚合酶III在細胞中存在的數目不多，是促進DNA鏈延長的主要酶。 純化的DNApolⅠ由一條多肽鏈組成，約含1000個氨基酸殘基，MW為109KD。分子含有一個二硫鍵和一個-SH基。透過二個酶分子上的-SH基與Hg2+結合產生二聚體，仍有活性。每個酶分子中含有一個Zn2+，在DNA聚合反應起著很重要的作用。每個大腸桿菌細胞中含有約400個分子，每個分子每分鐘在37℃下能催化667個核苷酸摻入正在生長的DNA鏈。經過枯草桿菌蛋白酶處理後，酶分子分裂成兩個片段，大片段分子量為76KD，通常稱為Klenow片段，小片段的分子量為34KD。此酶的模板專一性和底物專一性均較差，它可以用人工合成的RNA作為模板，也可以用核苷酸為底物。在無模板和引物時還可以從頭合成同聚物或異聚物。 DNAPolⅠ在空間結構上近似球體，直徑約65A。在酶的縱軸上有一個約20A的深溝(cleft)，帶有正電荷，這是該酶的活性中心位置，在此位置上至少有6個結合位點:[1]模板DNA結合位點;[2]DNA生長鏈或引物結合位點;[3]引物末端結合位點，用以專一引物或DNA生長鏈的3'-OH;[4]脫氧核苷三磷酸結合位點;[5]5'→3'外切酶活性位點，用以結合生長鏈前方的5'-端脫氧核苷酸並切除之;[6]3'→5'外切酶活性位點，用以結合和切除生長鏈上未配對的3'-端核苷酸。 DNApolⅡMW為120KD，每個細胞內約有100個酶分子，但活性只有DNApolⅠ的5%。該酶的催化特性如下： (1)聚合作用:該酶催化DNA的聚合，但是對模板有特殊的要求。該酶的最適模板是雙鏈DNA而中間有空隙(gap)的單鏈DNA部分，而且該單鏈空隙部分不長於100個核苷酸。對於較長的單鏈DNA模板區該酶的聚合活性很低。但是用單鏈結合蛋白(SSBP)可以提高其聚合速率，可達原來的50-100倍。 (2)該酶也具有3'→5'外切酶活性，但無5'→3'外切酶活性。 (3)該酶對作用底物的選擇性較強，一般只能將2-脫氧核苷酸摻入到DNA鏈中。 (4)該酶不是複製的主要聚合酶，因為此酶缺陷的大腸桿菌突變株的DNA複製都正常。可能在DNA的損傷修復中該酶起到一定的作用。 DNApolⅢ全酶由多種亞基組成(見下表)，而且容易分解。儘管該酶在細胞記憶體在的數量較少，但催化脫氧核苷酸摻入DNA鏈的速率分別是DNA聚合酶Ⅱ的15倍和30倍。該酶對模板的要求與DNA聚合酶Ⅱ相同，最適模板也是鏈DNA中間有空隙的單鏈DNA，單鏈結合蛋白可以提高該酶催化單鏈DNA模板的DNA聚合作用。DNApolⅢ也有3'→5'和5'→3'外切酶活性，但是3'→5'外切酶活性的最適底物是單鏈是DNA，只產生5'-單核苷酸，不會產生二核苷酸，即每次只能從3'端開始切除一個核苷酸。5'→3'外切酶活性也要求有單鏈DNA為起始作用底物，但一旦開始後，便可作用於雙鏈區。DNA聚合酶Ⅲ是細胞內DNA複製所必需的酶，缺乏該酶的溫度突變株在限制溫度(nonpermissivetemperature)內是不能生長的，此種突變株的裂解液也不能合DNA，但加入DNA聚合酶Ⅲ則可以恢復其合成DNA的能力。 T4-DNA聚合酶(T4-DNApol)：近年來在枯草桿菌，鼠傷寒沙門氏桿菌等細胞及噬菌體T4、T5、T7中分離到NDA聚合酶，這裡只介紹T4DNA聚合酶。T4DNA聚合酶與大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ相似，也是一條多肽鏈，分子量亦相近，但氨基酸組成不同，它至少含有15個半胱氨酸殘基。但是，它在作用上與大腸桿菌DNApol不同;[1]它無5'→3'外切酶活性;[2]它需要一條有引物的單鏈DNA作模板。在有缺口的雙鏈DNA作模板時，需要有基因32蛋白的輔助(基因32蛋白在T4DNA複製中的作用和大腸桿菌單鏈結合蛋白的作用相似，基因32蛋白在複製叉處和單鏈DNA結合後可以促進雙鏈的進一步開啟，並保持其單鏈狀態有利於新生鏈的合成);它利用單鏈DNA為模板進，可同時利用它作為引物，即此單鏈DNA的3'端能環繞其本身的某一順序形成氫鍵配對，3'端的未雜交部分即被T4DNA聚合酶的3'→5'外切酶活性切去，然後在其作用下從3'-OH端開始聚合，合成該模板DNA的互補鏈，再以互補鏈為模板合成原來的單鏈DNA。 TaqDNA聚合酶：由一種水生棲熱菌yT1株分離提取出，是發現的耐熱DNA聚合酶中活性最高的一種，達200,000單位/mg。具有5'-3'外切酶活性，但不具有3'-5'外切酶活性，因而在合成中對某些單核苷酸錯配沒有校正功能。TaqDNA聚合酶還要具有非模板依賴性活性，可將PCR雙鏈產物的每一條鏈3'加入單核苷酸尾，故可使PCR產物具有3'突出的單A核苷酸尾；另一方面，在僅有dTTP存在時，它可將平端的質粒的3'端加入單T核苷酸尾，產生3'端突出的單T核苷酸尾。應用這一特性，可實現PCR產物的T-A克隆法。 TthDNA聚合酶：從ThermusthermophilusHB8中提取而得，改酶在高溫和MnCl2條件下，能有效地逆轉錄RNA；當加入Mg2+後，該酶的聚合活性大大增加，從而使cDNA合成與擴增可用一種酶催化。 還有很多生物公司因為生產需要自己研發的聚合酶，這就不再贅述了
DNA聚合酶太多了撒 真核細胞有5種DNA聚合酶，分別為DNA聚合酶α（定位於胞核，參與複製引發具5'－3'外切酶活性），β（定位於核內，參與修復，具5'－3'外切酶活性），γ（定位於線粒體，參與線粒體複製具5'－3'和3'－5'外切活性），δ（定位核，參與複製，具有3'－5'和5'－3'外切活性），ε（定位於核，參與損傷修復，具有3'－5'和5'－3'外切活性）。 原核細胞有3種DNA聚合酶，DNA-polIIIIII都與DNA鏈的延長有關。DNA聚合酶I是單鏈多肽，可催化單鏈或雙鏈DNA的延長；DNA聚合酶II則與低分子脫氧核苷酸鏈的延長有關；DNA聚合酶III在細胞中存在的數目不多，是促進DNA鏈延長的主要酶。 純化的DNApolⅠ由一條多肽鏈組成，約含1000個氨基酸殘基，MW為109KD。分子含有一個二硫鍵和一個-SH基。透過二個酶分子上的-SH基與Hg2+結合產生二聚體，仍有活性。每個酶分子中含有一個Zn2+，在DNA聚合反應起著很重要的作用。每個大腸桿菌細胞中含有約400個分子，每個分子每分鐘在37℃下能催化667個核苷酸摻入正在生長的DNA鏈。經過枯草桿菌蛋白酶處理後，酶分子分裂成兩個片段，大片段分子量為76KD，通常稱為Klenow片段，小片段的分子量為34KD。此酶的模板專一性和底物專一性均較差，它可以用人工合成的RNA作為模板，也可以用核苷酸為底物。在無模板和引物時還可以從頭合成同聚物或異聚物。 DNAPolⅠ在空間結構上近似球體，直徑約65A。在酶的縱軸上有一個約20A的深溝(cleft)，帶有正電荷，這是該酶的活性中心位置，在此位置上至少有6個結合位點:[1]模板DNA結合位點;[2]DNA生長鏈或引物結合位點;[3]引物末端結合位點，用以專一引物或DNA生長鏈的3'-OH;[4]脫氧核苷三磷酸結合位點;[5]5'→3'外切酶活性位點，用以結合生長鏈前方的5'-端脫氧核苷酸並切除之;[6]3'→5'外切酶活性位點，用以結合和切除生長鏈上未配對的3'-端核苷酸。 DNApolⅡMW為120KD，每個細胞內約有100個酶分子，但活性只有DNApolⅠ的5%。該酶的催化特性如下： (1)聚合作用:該酶催化DNA的聚合，但是對模板有特殊的要求。該酶的最適模板是雙鏈DNA而中間有空隙(gap)的單鏈DNA部分，而且該單鏈空隙部分不長於100個核苷酸。對於較長的單鏈DNA模板區該酶的聚合活性很低。但是用單鏈結合蛋白(SSBP)可以提高其聚合速率，可達原來的50-100倍。 (2)該酶也具有3'→5'外切酶活性，但無5'→3'外切酶活性。 (3)該酶對作用底物的選擇性較強，一般只能將2-脫氧核苷酸摻入到DNA鏈中。 (4)該酶不是複製的主要聚合酶，因為此酶缺陷的大腸桿菌突變株的DNA複製都正常。可能在DNA的損傷修復中該酶起到一定的作用。 DNApolⅢ全酶由多種亞基組成(見下表)，而且容易分解。儘管該酶在細胞記憶體在的數量較少，但催化脫氧核苷酸摻入DNA鏈的速率分別是DNA聚合酶Ⅱ的15倍和30倍。該酶對模板的要求與DNA聚合酶Ⅱ相同，最適模板也是鏈DNA中間有空隙的單鏈DNA，單鏈結合蛋白可以提高該酶催化單鏈DNA模板的DNA聚合作用。DNApolⅢ也有3'→5'和5'→3'外切酶活性，但是3'→5'外切酶活性的最適底物是單鏈是DNA，只產生5'-單核苷酸，不會產生二核苷酸，即每次只能從3'端開始切除一個核苷酸。5'→3'外切酶活性也要求有單鏈DNA為起始作用底物，但一旦開始後，便可作用於雙鏈區。DNA聚合酶Ⅲ是細胞內DNA複製所必需的酶，缺乏該酶的溫度突變株在限制溫度(nonpermissivetemperature)內是不能生長的，此種突變株的裂解液也不能合DNA，但加入DNA聚合酶Ⅲ則可以恢復其合成DNA的能力。 T4-DNA聚合酶(T4-DNApol)：近年來在枯草桿菌，鼠傷寒沙門氏桿菌等細胞及噬菌體T4、T5、T7中分離到NDA聚合酶，這裡只介紹T4DNA聚合酶。T4DNA聚合酶與大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ相似，也是一條多肽鏈，分子量亦相近，但氨基酸組成不同，它至少含有15個半胱氨酸殘基。但是，它在作用上與大腸桿菌DNApol不同;[1]它無5'→3'外切酶活性;[2]它需要一條有引物的單鏈DNA作模板。在有缺口的雙鏈DNA作模板時，需要有基因32蛋白的輔助(基因32蛋白在T4DNA複製中的作用和大腸桿菌單鏈結合蛋白的作用相似，基因32蛋白在複製叉處和單鏈DNA結合後可以促進雙鏈的進一步開啟，並保持其單鏈狀態有利於新生鏈的合成);它利用單鏈DNA為模板進，可同時利用它作為引物，即此單鏈DNA的3'端能環繞其本身的某一順序形成氫鍵配對，3'端的未雜交部分即被T4DNA聚合酶的3'→5'外切酶活性切去，然後在其作用下從3'-OH端開始聚合，合成該模板DNA的互補鏈，再以互補鏈為模板合成原來的單鏈DNA。 TaqDNA聚合酶：由一種水生棲熱菌yT1株分離提取出，是發現的耐熱DNA聚合酶中活性最高的一種，達200,000單位/mg。具有5'-3'外切酶活性，但不具有3'-5'外切酶活性，因而在合成中對某些單核苷酸錯配沒有校正功能。TaqDNA聚合酶還要具有非模板依賴性活性，可將PCR雙鏈產物的每一條鏈3'加入單核苷酸尾，故可使PCR產物具有3'突出的單A核苷酸尾；另一方面，在僅有dTTP存在時，它可將平端的質粒的3'端加入單T核苷酸尾，產生3'端突出的單T核苷酸尾。應用這一特性，可實現PCR產物的T-A克隆法。 TthDNA聚合酶：從ThermusthermophilusHB8中提取而得，改酶在高溫和MnCl2條件下，能有效地逆轉錄RNA；當加入Mg2+後，該酶的聚合活性大大增加，從而使cDNA合成與擴增可用一種酶催化。 還有很多生物公司因為生產需要自己研發的聚合酶，這就不再贅述了