DNA 旋轉(zhuǎn)酶是一種不一樣的拓撲異構(gòu)酶,因為它是能夠催化 DNA 負超螺旋的酶。該過程依賴于 ATP,通過雙鏈 DNA 的切割和重新連接以 2 步進行。
有關(guān)該反應(yīng)的概述,請參閱:McKie , SJ 、 Neuman, KC和 Maxwell, A. ( 2021 )。DNA 拓撲異構(gòu)酶:通過結(jié)構(gòu)功能分析進一步了解細胞作用和多蛋白復(fù)合物。BioEssays , 43 ,e2000286。
典型反應(yīng)如下:
將 1 U DNA 促旋酶與 0.5 µg 松弛 pBR322 DNA 在 30 µl 反應(yīng)體系中在 1X 檢測緩沖液中于 37°C 下孵育 30 分鐘
通過添加 30 µl 氯仿/異戊醇 (24/1) 和 30 µl 終止緩沖液 (STEB:40% 蔗糖、100 mM Tris.HCl (pH 7.5)、100 mM EDTA、0.5 mg/ml 溴酚藍) 來終止每個反應(yīng),然后將其加載到瓊脂糖凝膠上。(0.8%-1.0%:w/v)
凝膠可以在 TBE(90 mM Tris.Borate、2 mM EDTA)或 TAE(40 mM Tris.Acetate、2 mM EDTA)中運行,但如果在 TAE 中以最高 90V 運行 2 - 3 小時,超螺旋 pBR322 的分辨率會好得多。
典型凝膠:
所用的 DNA 底物(本例中為松弛的 pBR322)通常由瓊脂糖凝膠上的一系列條帶組成。這些條帶是拓撲異構(gòu)體(具有不同連接數(shù)的 DNA)。
用 DNA 促旋酶處理松弛的 pBR322 可將松弛的拓撲異構(gòu)體轉(zhuǎn)化為質(zhì)粒的超螺旋形式,后者在瓊脂糖凝膠上遷移速度更快。還可以看到上部條帶,這是開環(huán)(有缺口)DNA,它存在于松弛的基質(zhì)中,但與一些松弛的拓撲異構(gòu)體一起遷移。
如果凝膠槽中存在溴化乙錠或氯喹等污染物,則檢測可能會出現(xiàn)問題。這些化學(xué)物質(zhì)是嵌入劑,會影響 DNA 的移動性,導(dǎo)致結(jié)果混亂。如果緩沖液中存在嵌入劑,則松弛的拓撲異構(gòu)體會提高移動性,并大致在與負超螺旋質(zhì)粒相同的位置運行。根據(jù)嵌入劑的量,負超螺旋 DNA 的移動性可能略低于正常水平。
如果檢測中存在污染性核酸酶(由于檢測緩沖液被污染或細胞表達的不純級分),切口可能會顯著增加,從而導(dǎo)致開環(huán) DNA 的數(shù)量增加,并可能產(chǎn)生線性 DNA。這在 OC 和 SC 之間以單一帶的形式運行。
之前活性酶的活性喪失可能是由于緩沖液中 ATP 的劣化所致,盡管 5X 檢測緩沖液已被開發(fā)以盡量減少這種情況。如果發(fā)生活性喪失,則在反應(yīng)中添加額外的 ATP 將克服該問題。
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