定點突變是指通過聚合酶鏈式反應(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因組,,也可以是質(zhì)粒)中引入所需變化(通常是表征有利方向的變化),,包括堿基的添加,、刪除,、點突變等,。
單點突變原理
單點突變的原理是從常規(guī)E.coli中經(jīng)純化試劑盒(Miniprep)或者氯化銫純化抽提得到質(zhì)粒。設計一對包含突變位點的引物(正,、反向),,和模版質(zhì)粒退火后用PfuTurbo聚合酶“循環(huán)延伸”,(所謂的循環(huán)延伸是指聚合酶按照模版延伸引物,,一圈后回到引物5’端終止,,再經(jīng)過反復加熱褪火延伸的循環(huán),這個反應區(qū)別于滾環(huán)擴增,,不會形成多個串聯(lián)拷貝,。)正反向引物的延伸產(chǎn)物退火后配對成為帶缺刻的開環(huán)質(zhì)粒。DpnI酶切延伸產(chǎn)物,,由于原來的模版質(zhì)粒來源于常規(guī)大腸桿菌,,是經(jīng)dam甲基化修飾的,對DpnI敏感而被切碎(DpnI識別序列為甲基化的GATC,,GATC在幾乎各種質(zhì)粒中都會出現(xiàn),,而且不止一次),而體外合成的帶突變序列的質(zhì)粒由于沒有甲基化而不被切開,,因此在隨后的轉(zhuǎn)化中得以成功轉(zhuǎn)化,,即可得到突變質(zhì)粒的克隆。
多點突變原理
多點突變的原理是準備多個帶突變的引物(同方向,,對同一單鏈模版),,退火后全部突變引物(不超過5個)都結合在同一環(huán)狀單鏈模版,PfuTurbo聚合酶延伸,,碰到下一個引物就停止,,各片斷經(jīng)連接成環(huán),和單鏈模版組成雜和環(huán),,Dpn I消化雙鏈模版,,也消化雜和環(huán)中的模版,只留下新合成的帶多個突變的單鏈環(huán)(mutant ssDNA),,得以轉(zhuǎn)化E.coli,,形成雙鏈質(zhì)粒,。資料表明,引入3個定點突變的效率為60%,,5個定點突變的效率為30%,。得到的其他質(zhì)粒是帶有較少定點突變的質(zhì)粒,以引入3個定點突變?yōu)槔?,就是?/span>40% 左右的轉(zhuǎn)化質(zhì)粒是帶有1-2個不同定點突變的質(zhì)粒(因為存在1-2個引物結合模版延伸形成單鏈環(huán)的可能),。
定點突變應用
(1)研究蛋白質(zhì)相互作用位點的結構、改造酶的不同活性或者動力學特性,;
(2)改造啟動子或者DNA作用元件,;
(3)提高蛋白的抗原性或者是穩(wěn)定性、活性,、研究蛋白的晶體結構,,以及藥物研發(fā)、基因治療等等方面,。