T4噬菌體DNA連接酶不同于大腸桿菌DNA連接酶,它可以催化平端DNA片段的連接(Sgaramella和Khorana,1972;Sgaramella和Ehrlich,1978),由于DNA很容易成為平端,所以這是一個極為有用的酶學物性。有了這樣的物性,才能使任何DNA分子彼此相連。然而,相對而言,平端連接是低效反應,它要求以下4個條件:
1)低濃度(0.5mmol/L)的ATP(Ferretti和Sgaranekka,1981)。
2)不存在亞精胺一類的多胺。
3)極高濃度的連接酶(50Weiss單位.ml)。
4)高濃度的平端。
1.凝聚劑
在反應混合物中加入一些可促進大分子群聚作用并可導致DNA分子凝聚成集體的物質,如聚乙二醇(Pheiffer和Zimmerman,1983;Zimmerman和Pheiffer,1983;ZimmermanT Harrison,1985)或氯化六氨全高鈷(Rusche和Howard-Flanders,1985),可以使如何取得適當濃度的平端DNA的總是迎刃而解。在連接反應中,這些物質具有兩作用:
1)它們可使平端DNA的連接速率加大1-3個數量級,因此可使連接反應在酶DNA濃度不高的條件下進行。
2)它們可以改變連接產物的分布,分子內連接受到抑制,所形成的連接產物一律是分子間連接的產物。這樣,即使在有利于自身環化(j:i=10)的DNA濃度下,所有的DNA產物也將是線狀多聚體。\par 在設立含凝聚劑的連接反應時,下列資料可供參考。
(1)聚乙二醇(PEG8000)
1)用去離子水配制的PEG8000貯存液(40%)分裝成小份,冰凍保存,但加入連接反應混合物之前應將其融化并使其達到室溫。在含15%PEG 8000的連接反應混合物中,對連接反刺激效應最為顯著。除PEG 800和T4噬菌體DNA連接酶以外,其他所有連接混合物的組分應于0℃混合,然后加適當體積的PEG 8000(處于室溫),混勻,加酶后于20℃進行溫育。
2)連接混合物中含0.5mmol/L ATP和5mmol/L MgCl2時對連接反應的刺激效應最為顯著,甚至ATP濃度略有增加或MgCl2濃度略有降低,都會嚴重降低刺激的強度(Pheiffer和Zimmerman,1983)。
3)濃度為15%的PEG 8000可刺激帶粘端的DNA分子的連接效率提高至原來的10-100倍,反應的主產物是串聯的多聯體。
4)PEG 8000可刺激短至8個核苷酸的合成寡聚物的平端連接,在這一方面,它與氯化六氨合高鈷有所不同。
(2)氯化六氨合高鈷
1)氯化六氨合高鈷可用水配成10mmol/L貯存液貯存于-20℃,它對連接反應的刺激具有高度的濃度信賴性。當連接反應混合物中鹽深度為1.0-1.5μmol/L時,其刺激作用最大。氯化六氨合高鈷可使平端連接的效率大約提高到原來的50W部,但只能使端連接的效率提高到原來的5倍(Rusche和Howard-Flanders,1985)。
2)在單價陽離子(30mmol/L KCl)存在下,它對平端連接仍有一定的刺激作用,但此時連接產物的分布有所改變。連接產物不再是清一色的分子間連接產物,相反,環狀DNA將點盡優勢。
3)與PEG 8000不同,氯化六氨合高鈷不能顯著提高合成寡核苷酸的連接速率。
1)低濃度(0.5mmol/L)的ATP(Ferretti和Sgaranekka,1981)。
2)不存在亞精胺一類的多胺。
3)極高濃度的連接酶(50Weiss單位.ml)。
4)高濃度的平端。
1.凝聚劑
在反應混合物中加入一些可促進大分子群聚作用并可導致DNA分子凝聚成集體的物質,如聚乙二醇(Pheiffer和Zimmerman,1983;Zimmerman和Pheiffer,1983;ZimmermanT Harrison,1985)或氯化六氨全高鈷(Rusche和Howard-Flanders,1985),可以使如何取得適當濃度的平端DNA的總是迎刃而解。在連接反應中,這些物質具有兩作用:
1)它們可使平端DNA的連接速率加大1-3個數量級,因此可使連接反應在酶DNA濃度不高的條件下進行。
2)它們可以改變連接產物的分布,分子內連接受到抑制,所形成的連接產物一律是分子間連接的產物。這樣,即使在有利于自身環化(j:i=10)的DNA濃度下,所有的DNA產物也將是線狀多聚體。\par 在設立含凝聚劑的連接反應時,下列資料可供參考。
(1)聚乙二醇(PEG8000)
1)用去離子水配制的PEG8000貯存液(40%)分裝成小份,冰凍保存,但加入連接反應混合物之前應將其融化并使其達到室溫。在含15%PEG 8000的連接反應混合物中,對連接反刺激效應最為顯著。除PEG 800和T4噬菌體DNA連接酶以外,其他所有連接混合物的組分應于0℃混合,然后加適當體積的PEG 8000(處于室溫),混勻,加酶后于20℃進行溫育。
2)連接混合物中含0.5mmol/L ATP和5mmol/L MgCl2時對連接反應的刺激效應最為顯著,甚至ATP濃度略有增加或MgCl2濃度略有降低,都會嚴重降低刺激的強度(Pheiffer和Zimmerman,1983)。
3)濃度為15%的PEG 8000可刺激帶粘端的DNA分子的連接效率提高至原來的10-100倍,反應的主產物是串聯的多聯體。
4)PEG 8000可刺激短至8個核苷酸的合成寡聚物的平端連接,在這一方面,它與氯化六氨合高鈷有所不同。
(2)氯化六氨合高鈷
1)氯化六氨合高鈷可用水配成10mmol/L貯存液貯存于-20℃,它對連接反應的刺激具有高度的濃度信賴性。當連接反應混合物中鹽深度為1.0-1.5μmol/L時,其刺激作用最大。氯化六氨合高鈷可使平端連接的效率大約提高到原來的50W部,但只能使端連接的效率提高到原來的5倍(Rusche和Howard-Flanders,1985)。
2)在單價陽離子(30mmol/L KCl)存在下,它對平端連接仍有一定的刺激作用,但此時連接產物的分布有所改變。連接產物不再是清一色的分子間連接產物,相反,環狀DNA將點盡優勢。
3)與PEG 8000不同,氯化六氨合高鈷不能顯著提高合成寡核苷酸的連接速率。