
DNA聚合酶是PCR反应的核心组分,也是DNA复制过程中的关键酶,广泛应用于生物、医学等领域的众多研究方向。自PCR技术问世40多年来,从最初的Taq DNA聚合酶到如今,DNA聚合酶的种类愈发丰富。随着新酶的不断发现以及对旧酶的持续改造,DNA聚合酶在保真性、特异性、灵敏度等方面均取得了显著提升。高保真DNA聚合酶的诞生,正是为了满足日益增长的市场需求。接下来,本文将重点介绍高保真DNA聚合酶的作用原理及其应用方向。

什么是高保真酶
高保真DNA聚合酶有聚合中心和酶切中心,聚合中心具有5'→3'的DNA聚合酶活性,可沿 5'→3'方向催化合成 DNA;酶切中心具有3'→5'外切酶活性,可以进行碱基错配的修复。常见的高保真DNA聚合酶类型有Pfu、KOD等。

如何选择高保真酶
对于测序、基因功能研究、蛋白表达、定点突变等,高保真性的扩增是非常重要的,可以确保各种扩增子的可靠扩增。以测序文库扩增过程为例,测序过程中的突变会给序列拼接造成困难,甚至会干扰某些需要低频检测的分析结果。对于市场上琳琅满目的各种高保真DNA聚合酶,选择一款合适的酶产品是极为必要的。市面上常见的高保真酶特性主要包含保真度、扩增速率、特异性、是否耐U等。
保真度:错配率是计算高保真DNA聚合酶保真性的一个通用标准,错配率越低代表其保真性越好,保真度常用错配率的倒数表示(保真度=1/错配率),不同的测定方法也会产生不同的结果。常见的测定方法有以下三种:

扩增速率:合成能力是评估高保真DNA聚合酶非常重要的因素。原始的高保真DNA聚合酶因为具有较强的3'→5'外切酶活性,其合成能力较低。例如Pfu DNA聚合酶的合成速率还不到Taq DNA聚合酶的一半,但是Arcegen High-Fidelity DNA Polymerase,通过基因改造,聚合能力明显提升,扩增速率可至10 sec/kb。

特异性:PCR扩增由低温上升至高温的过程中,酶的弱活性极易造成错配或形成引物二聚体,这种非特异性扩增会显著降低产物质量。为了减少这种现象的发生,可以人为的在开始延伸之前不让酶发挥活性,以保证扩增的特异性,这种方式也被形容为酶的热启动。Arcegen High-Fidelity DNA Polymerase具备热启动特性,具有特异性高、灵敏性高、产量高的特点。

注:不同公司测定保真度的方法不同,产生的结果也不一样,酶的保真度必须采用同种方法下才能够相互比较。