JPH10276776A - Reversibly inactivated heat-resistant dna polymerase - Google Patents

Reversibly inactivated heat-resistant dna polymerase

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JPH10276776A
JPH10276776A JP9088143A JP8814397A JPH10276776A JP H10276776 A JPH10276776 A JP H10276776A JP 9088143 A JP9088143 A JP 9088143A JP 8814397 A JP8814397 A JP 8814397A JP H10276776 A JPH10276776 A JP H10276776A
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JP
Japan
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dna polymerase
polymerase
dna
heat
anhydride
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Application number
JP9088143A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Komatsubara
裕介 小松原
Fumikiyo Kawakami
川上  文清
Yoshihisa Kawamura
川村  良久
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new reversibly inactivated heat-resistant DNA polymerase modified with a dicarboxylic acid anhydride, not generating a nonspecific band, not forming the dimer of a primer, and useful as a reagent for amplifying nucleic acids, etc. SOLUTION: This new reversibly inactivated heat-resistant DNA polymerase modified with a dicarboxylic acid anhydride can eliminate problems on PCR, such as the generation of back grounds (nonspecific band) due to nonspecific amplification and the formation of a primer dimer, etc. The heat-resistant DNA polymerase is obtained by separating the chromosomal DNA of Thermus thermophilus HB8 by a conventional method, cleaving with a restriction enzyme, binding to a DNA, transforming Escherichia coli, selecting a colony having a DNA polymerase activity to obtain a gene, expressing the gene, and subsequently reacting the obtained heat-resistant DNA polymerase with 2,3- dimethylmaleic anhydride, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可逆的に不活化さ
れた耐熱性DNAポリメラーゼ、さらに、詳細にはジカ
ルボン酸無水物によって修飾されることにより、可逆的
に不活化された耐熱性DNAポリメラーゼおよび該酵素
を用いた核酸の増幅方法ならびにそのための試薬に関す
る。
The present invention relates to a thermostable DNA polymerase reversibly inactivated, and more particularly to a thermostable DNA polymerase reversibly inactivated by being modified with dicarboxylic anhydride. And a nucleic acid amplification method using the enzyme and a reagent therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からポリメラーゼ連鎖反応(PC
R)等の核酸を増幅する技術に用いる耐熱性DNAポリ
メラーゼに関する研究が多くなされている。PCR反応
に用いられる耐熱性DNAポリメラ−ゼは、主としてサ
−マス・サ−モフィラス(Thermusthermophilus)由来の
DNAポリメラ−ゼ(Tthポリメラ−ゼ) や、サ−マス・
アクアチカス(Thermus aquaticus) 由来のDNAポリメ
ラ−ゼ(Taqポリメラ−ゼ)などが用いられてきた。ま
た、超好熱始原菌由来のDNAポリメラーゼ、たとえば
パイロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus) 由
来の耐熱性DNAポリメラーゼ(Pfu ポリメラーゼ、WO
92/9689 、特開平 5-328969 号公報)、サーモコッカス
・リトラリス(Thermococcus litoralis)由来の耐熱性D
NAポリメラ−ゼ(Tliポリメラーゼ、特開平 6-7160 号
公報)、パイロコッカス(Pyrococcus) sp.KOD1由来
の耐熱性DNAポリメラーゼ(KODポリメラーゼ)などが
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, polymerase chain reaction (PC)
Many studies have been made on thermostable DNA polymerases used in techniques for amplifying nucleic acids such as R). The thermostable DNA polymerase used in the PCR reaction is mainly a DNA polymerase derived from Thermusthermophilus (Tth polymerase) or a thermostable DNA polymerase.
DNA polymerase (Taq polymerase) derived from Aquaticus (Thermus aquaticus) and the like have been used. Further, a DNA polymerase derived from a hyperthermophilic archaeon, such as a thermostable DNA polymerase derived from Pyrococcus furiosus (Pfu polymerase, WO
92/9689, JP-A-5-328969), heat resistance D derived from Thermococcus litoralis
NA polymerase (Tli polymerase, JP-A-6-7160), thermostable DNA polymerase (KOD polymerase) derived from Pyrococcus sp. KOD1, and the like are known.

【0003】しかしながら、これらの耐熱性DNAポリ
メラーゼを用いた多くの核酸増幅方法は、非特異的な増
幅によるバックグラウンド(非特異的バンド)の発生
や、プライマー2量体の形成という問題を持っている。
これらの増幅反応は、多くの場合、反応液を調製し、反
応温度がプライマーのアニーリング温度に達するまで
に、非特異的部位にプライマーがアニーリングし(ミス
プライミング)、DNAポリメラーゼによる合成がスタ
ートしてしまうことが原因であるといわれている。
[0003] However, many nucleic acid amplification methods using these thermostable DNA polymerases have problems of background (non-specific band) generation due to non-specific amplification and formation of primer dimer. I have.
In these amplification reactions, in many cases, a reaction solution is prepared, and by the time the reaction temperature reaches the annealing temperature of the primer, the primer is annealed to a non-specific site (mispriming) and synthesis by DNA polymerase is started. It is said that this is the cause.

【0004】このような問題を克服するために、DNA
合成に必須な成分の1つ(DNAポリメラーゼや、マグ
ネシウムなど)をアニーリング温度に達した後に反応液
に加える方法(ホットスタートPCR法、Chou et al.,
Nucleic Acids Res, Vol.20p.1717-1723 (1992))が開
発された。しかしながら、この方法では反応装置にセッ
トした反応チューブのふたを開け、そこに試薬を加える
という非常に煩わしい操作が必要であり、また、クロス
コンタミネーションの原因となるという欠点もあった。
In order to overcome such problems, DNA
A method in which one of the components essential for synthesis (DNA polymerase, magnesium, etc.) is added to the reaction solution after reaching the annealing temperature (hot start PCR, Chou et al.,
Nucleic Acids Res, Vol.20p.1717-1723 (1992)) has been developed. However, this method requires a very troublesome operation of opening the lid of the reaction tube set in the reaction apparatus and adding the reagent thereto, and has the drawback of causing cross-contamination.

【0005】最近、このホットスタートPCR法をより
容易に行うための試薬がいくつか開発されている。例え
ば、高温で融解し、液状になるワックス(商品名 Ampli
-Waxパーキンエルマー社製)やDNAポリメラーゼに対
する抗体(Tth start 、Taqstart クローンテック社
製)を使用する。ワックスを用いた方法では、このワッ
クスで層を形成し、下層にプライマー、dNTPを含ん
だ液、上層にDNAポリメラーゼ、鋳型DNAを含んだ
液を入れて反応をスタートさせれば、高温になるまで両
者を分離でき、ミスプライミングによるバックグラウン
ドが低減できる。また、抗体を用いた方法では、抗体に
よってポリメラーゼ活性が抑えられるので、抗体が失活
する温度(通常、70℃以下、特開平 6-209775 号公報参
照)に達するまでDNA合成反応が起こらないために、
ワックスを用いた場合と同様、バックグラウンドが低減
できる。しかしながら、ワックスを用いた方法ではワッ
クス層を形成させるための煩雑な操作が必要である。ま
た抗体を用いる場合、一般的に抗体は非常に高価であ
り、工業的に利用するには問題があった。
[0005] Recently, several reagents have been developed to make the hot start PCR method easier. For example, wax that melts at high temperature and becomes liquid (trade name Ampli
-Wax Perkin Elmer) or an antibody against DNA polymerase (Tth start, Taqstart Clontech) is used. In a method using wax, a layer is formed with this wax, and a solution containing a primer and dNTP is put in a lower layer, a DNA polymerase and a solution containing a template DNA are put in an upper layer, and the reaction is started. Both can be separated, and the background due to mispriming can be reduced. In addition, in the method using an antibody, since the polymerase activity is suppressed by the antibody, the DNA synthesis reaction does not occur until the temperature at which the antibody is deactivated (usually 70 ° C. or lower, see JP-A-6-209775). To
As in the case of using wax, the background can be reduced. However, a method using wax requires a complicated operation for forming a wax layer. When an antibody is used, the antibody is generally very expensive, and there is a problem in industrial use.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】さらに、最近、高温に
よりポリメラーゼ活性がリリースされるDNAポリメラ
ーゼが開発された(商品名 AmpliTaq Goldパーキンエル
マー社製)。この酵素を用いた場合、上述のようなワッ
クスや抗体を用いることになしにホットスタートが行え
る。しかしながら、この酵素は効率的にPCRを行うた
めに、92℃〜95℃で9分〜12分の熱処理時間を必
要とする。一般的に、90℃以上の高温でDNAを長時
間処理すると脱プリンなどの分解が起こり、特に長いタ
ーゲットの場合、増幅効率が充分でないなどの問題があ
る。そこで、これらの問題を解決するような新規な耐熱
性DNAポリメラーゼが待ち望まれていた。
Recently, a DNA polymerase whose polymerase activity is released by high temperature has been developed (trade name: AmpliTaq Gold, manufactured by PerkinElmer). When this enzyme is used, hot start can be performed without using wax or antibodies as described above. However, this enzyme requires a heat treatment time of 9 to 12 minutes at 92 to 95 ° C. in order to perform PCR efficiently. In general, when DNA is treated at a high temperature of 90 ° C. or more for a long time, decomposition such as depurination occurs, and particularly in the case of a long target, there is a problem that the amplification efficiency is not sufficient. Therefore, a novel thermostable DNA polymerase that solves these problems has been long-awaited.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは非特
異的副産物やプライマー2量体等が増幅されるとのPC
Rにおける問題を克服し、PCRの精度と感度を高める
ために、改良された耐熱性DNAポリメラーゼを見い出
すべく、鋭意検討した結果、耐熱性DNAポリメラーゼ
をジカルボン酸無水物によって修飾することにより、ポ
リメラーゼ活性が可逆的に不活化(すなわち、化学修飾
後の相対活性が非修飾酵素に対して、0〜25%に低下
するが、熱処理を行った後の相対活性の回復が、50〜
100%であることをいう)されることを見い出した。
さらに、該酵素を用いてPCRを行うことにより、バッ
クグラウンドが少なく、しかも長いターゲットDNAの
増幅が可能であることを見い出し、本発明を完成するに
至った。
Means for Solving the Problems In view of the above, the present inventors have proposed a method for amplifying non-specific by-products and primer dimers.
In order to overcome the problems in R and increase the accuracy and sensitivity of PCR, the inventors have conducted intensive studies to find an improved thermostable DNA polymerase. As a result, by modifying the thermostable DNA polymerase with dicarboxylic anhydride, the polymerase activity was improved. Is reversibly inactivated (ie, the relative activity after chemical modification is reduced to 0 to 25% relative to the unmodified enzyme, but the recovery of the relative activity after heat treatment is 50 to 50%).
100%).
Furthermore, it has been found that by performing PCR using the enzyme, it is possible to amplify a long target DNA with a low background and complete the present invention.

【0008】すなわち本発明はジカルボン酸無水物によ
って修飾された、可逆的に不活化された耐熱性DNAポ
リメラーゼである。
[0008] That is, the present invention is a reversibly inactivated thermostable DNA polymerase modified with a dicarboxylic anhydride.

【0009】本発明はDNAを鋳型とし、プライマーお
よびdNTPの存在下に上記耐熱性DNAポリメラーゼ
を反応させて、プライマーを伸長して、DNAを合成す
ることを特徴とする核酸合成方法である。
The present invention is a method for synthesizing a nucleic acid, comprising reacting the above-mentioned thermostable DNA polymerase with DNA as a template in the presence of a primer and dNTP to extend the primer and synthesize the DNA.

【0010】本発明は、(1)2本鎖DNAは必要によ
り、1本鎖DNAとし、該1本鎖DNAを鋳型として、
少なくとも2つのプライマーおよびdNTPの存在下に
請求項1〜4のいずれか1項記載の耐熱性DNAポリメ
ラーゼを反応させて、鎖伸長を行なって2本鎖DNAを
得た後、(2)鎖分離を行ない、次いで、(3)分離さ
れた1本鎖DNAを鋳型として、少なくとも2つのプラ
イマーおよびdNTPの存在下に上記耐熱性DNAポリ
メラーゼを反応させ、さらに、上記工程(1)〜(3)
を繰り返すことを特徴とする核酸の増幅方法である。
According to the present invention, (1) double-stranded DNA is converted into single-stranded DNA if necessary, and
The reaction of the heat-resistant DNA polymerase according to any one of claims 1 to 4 in the presence of at least two primers and dNTP to perform chain extension to obtain a double-stranded DNA, and then (2) strand separation Then, (3) using the separated single-stranded DNA as a template, reacting the above-mentioned thermostable DNA polymerase in the presence of at least two primers and dNTP, and further performing the above steps (1) to (3)
And a method for amplifying a nucleic acid.

【0011】本発明はプライマー、dNTPおよび上記
耐熱性DNAポリメラーゼを含有する核酸合成用試薬で
ある。
[0011] The present invention is a reagent for nucleic acid synthesis containing a primer, dNTP and the above-mentioned thermostable DNA polymerase.

【0012】本発明はプライマー、dNTPおよび上記
耐熱性DNAポリメラーゼを含有する核酸合成用試薬お
よび検出プローブを含有する核酸検出用試薬である。
The present invention is a reagent for nucleic acid synthesis containing a primer, dNTP and the above-mentioned thermostable DNA polymerase and a reagent for nucleic acid detection containing a detection probe.

【0013】[0013]

【発明の実施態様】本発明に用いる耐熱性DNAポリメ
ラーゼとは、いわゆる熱安定性が70〜100℃である
DNAポリメラーゼであり、PCRに使用されうる熱安
定性を有していれば、何ら限定されるものではない。こ
のような酵素としては、Tthポリメラーゼ、Taqポ
リメラーゼ、Pfuポリメラーゼ、KODポリメラー
ゼ、Tliポリメラーゼ、サーモトガ・マリチマ由来の
DNAポリメラーゼ、モルモシポ・アフリカヌス由来の
DNAポリメラーゼなどが例示される。また、これらの
耐熱性DNAポリメラーゼは天然微生物等が産生するも
のに限らず、遺伝子組換技術により産生したものも含
む。さらに、天然微生物等から採取した酵素をコードす
る遺伝子を改変した遺伝子から産生された耐熱性DNA
ポリメラーゼ、例えばΔTth、ΔTaqなども包含す
る。これらの耐熱性DNAポリメラーゼは、通常、可逆
的に不活化されていない。可逆的に不活性化されていな
いとは、室温時での相対活性および熱処理後の相対活性
がほとんど変化しないことを意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The thermostable DNA polymerase used in the present invention is a DNA polymerase having a so-called thermostability of 70 to 100 ° C., as long as it has thermostability that can be used for PCR. It is not something to be done. Examples of such an enzyme include Tth polymerase, Taq polymerase, Pfu polymerase, KOD polymerase, Tli polymerase, a DNA polymerase derived from Thermotoga maritima, and a DNA polymerase derived from Mormosipo africanus. These thermostable DNA polymerases are not limited to those produced by natural microorganisms and the like, but also include those produced by gene recombination techniques. Furthermore, a thermostable DNA produced from a gene obtained by modifying a gene encoding an enzyme collected from a natural microorganism or the like.
Polymerases such as ΔTth, ΔTaq and the like are also included. These thermostable DNA polymerases are usually not reversibly inactivated. Not reversibly inactivated means that the relative activity at room temperature and the relative activity after heat treatment hardly change.

【0014】本発明に用いられるジカルボン酸無水物は
特に限定されないが、無水シトラコン酸、2−メチルマ
レイン酸無水物、2,3−ジメチルマレイン酸無水物、
無水シスアコニチン酸等の無水マレイン酸類、テトラフ
ルオロコハク酸無水物、無水エキソース3,6−エンド
キソ−△−テトラヒドロフタール酸、無水エキソーシス
3,6−エンドキソヘキサヒドロフタール酸等の無水コ
ハク酸類などが挙げられる。ジカルボン酸無水物として
は、特にコハク酸無水物、マレイン酸無水物またはこれ
らの誘導体、例えば2−メチルマレイン酸無水物、2,
3−ジメチルマレイン酸無水物またはテトラフルオロコ
ハク酸無水物が好ましい。
The dicarboxylic anhydride used in the present invention is not particularly limited, but includes citraconic anhydride, 2-methylmaleic anhydride, 2,3-dimethylmaleic anhydride,
Maleic anhydrides such as cis aconitic anhydride, succinic anhydrides such as tetrafluorosuccinic anhydride, exoses-3,6-endoxo- △ -tetrahydrophthalic anhydride, exosis 3,6-endoxohexahydrophthalic anhydride And the like. As the dicarboxylic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride or a derivative thereof, for example, 2-methylmaleic anhydride, 2,2
3-dimethylmaleic anhydride or tetrafluorosuccinic anhydride is preferred.

【0015】本発明の可逆的に不活化された耐熱性DN
Aポリメラーゼを製造する方法としては、まず、耐熱性
DNAポリメラーゼを含む溶液を、pH8.5〜10の
炭酸ナトリウム緩衝液などの緩衝液に対して透析を行っ
て、濃縮液を得る。この酵素液に上記酸無水物を含む溶
液を加え、4〜40℃、好ましくは室温で、5分〜1時
間反応させる。また、反応中にpHが低下することがあ
るので、随時、水酸化ナトリウム等を添加し、pHを維
持することが好ましい。
[0015] The reversibly inactivated heat-resistant DN of the present invention.
As a method for producing A polymerase, first, a solution containing a heat-resistant DNA polymerase is dialyzed against a buffer such as a sodium carbonate buffer having a pH of 8.5 to 10 to obtain a concentrated solution. A solution containing the above acid anhydride is added to the enzyme solution, and the mixture is reacted at 4 to 40 ° C., preferably at room temperature, for 5 minutes to 1 hour. In addition, since the pH may decrease during the reaction, it is preferable to maintain the pH by adding sodium hydroxide or the like as needed.

【0016】本発明により得たジカルボン酸無水物によ
って修飾された、可逆的に不活化された耐熱性DNAポ
リメラーゼは、化学修飾後の相対活性が非修飾酵素に比
べて、0〜25%の相対活性を有するが、92℃にて5
〜10分間、熱処理を行い、相対活性の回復を確認した
ところ、非修飾酵素に比べて、約50〜100%の活性
を維持する。
The reversibly inactivated thermostable DNA polymerase modified with the dicarboxylic anhydride obtained according to the present invention has a relative activity of 0 to 25% relative to the unmodified enzyme after chemical modification. Active, but at 92 ° C 5
Heat treatment was performed for 10 minutes to confirm the recovery of the relative activity. As a result, about 50 to 100% of the activity of the unmodified enzyme was maintained.

【0017】本発明ではDNAを鋳型とし、プライマー
およびdNTPの存在下に上記可逆的に不活化された耐
熱性DNAポリメラーゼを反応させて、プライマーを伸
長して、DNAを合成する。プライマーとは、鋳型に対
して相補的な配列を有する、約15〜30個のオリゴヌ
クレオチドである。反応条件としては、約pH8.0〜
9.0(室温での値)において、約85〜95℃にて加
熱する。また、使用する耐熱性DNAポリメラーゼに応
じて、必要な緩衝液、金属イオンおよび他の試薬類、例
えばBSA、界面活性剤、硫酸アンモニウム等の塩類を
添加する。
In the present invention, DNA is synthesized by reacting the reversibly inactivated thermostable DNA polymerase with DNA as a template in the presence of a primer and dNTP to extend the primer. Primers are about 15-30 oligonucleotides having a sequence complementary to the template. The reaction conditions are about pH 8.0 to
At 9.0 (value at room temperature), heat at about 85-95 ° C. Also, depending on the thermostable DNA polymerase to be used, necessary buffers, metal ions and other reagents such as BSA, a surfactant, and salts such as ammonium sulfate are added.

【0018】本発明は、(1)2本鎖DNAは必要によ
り、1本鎖DNAとし、該1本鎖DNAを鋳型として、
少なくとも2つのプライマーおよびdNTPの存在下
に、上記耐熱性DNAポリメラーゼを反応させて、鎖伸
長を行なって2本鎖DNAを得た後、(2)鎖分離を行
ない、次いで、(3)分離された1本鎖DNAを鋳型と
して、少なくとも2つのプライマーおよびdNTPの存
在下に、上記可逆的に不活性化された耐熱性DNAポリ
メラーゼを反応させ、さらに、上記工程(1)〜(3)
を繰り返すことにより、核酸を増幅する方法である。
According to the present invention, (1) double-stranded DNA is converted into single-stranded DNA if necessary, and
The above-mentioned heat-resistant DNA polymerase is reacted in the presence of at least two primers and dNTP to perform chain extension to obtain double-stranded DNA. Then, (2) strand separation is performed, and then (3) separated. Using the single-stranded DNA as a template and the above-mentioned reversibly inactivated thermostable DNA polymerase in the presence of at least two primers and dNTP, and further comprising the steps (1) to (3)
Is repeated to amplify the nucleic acid.

【0019】本発明の核酸合成用試薬は、プライマー、
dNTPおよび上記可逆的に不活性化された耐熱性DN
Aポリメラーゼを含有する。必要により緩衝液、金属イ
オンおよび他の試薬類、例えばBSA、界面活性剤、硫
酸アンモニウム等の塩類を含有する。
The nucleic acid synthesis reagent of the present invention comprises a primer,
dNTPs and the reversibly inactivated heat-resistant DN described above
Contains A polymerase. If necessary, buffers, metal ions and other reagents such as BSA, surfactants and salts such as ammonium sulfate are contained.

【0020】本発明の核酸検出用試薬は、プライマー、
dNTPおよび上記可逆的に不活性化された耐熱性DN
Aポリメラーゼを含有する核酸合成用試薬および検出プ
ローブを含有する。検出用プローブとは、検出しようと
する核酸の塩基配列と相補的な配列または相同な配列を
有する約15〜100個のオリゴヌクレオチドである。
核酸を検出する方法は、本願発明の可逆的に不活性化さ
れた耐熱性DNAポリメラーを用いて増幅した核酸に、
検出プローブを反応させ、ハイブリダイズした検出プロ
ーブまたはハイブリダイズしない検出プローブを測定す
る。検出プローブには、標識物質、例えば酵素、蛍光物
質または放射性物質または該標識物質を有する物質と反
応しうる試薬、例えばビオチン、アビジンなどが結合し
ていてもよい。これらの標識物質の検出は従来から公知
である方法に従う。
The reagent for detecting nucleic acid of the present invention comprises a primer,
dNTPs and the reversibly inactivated heat-resistant DN described above
It contains a nucleic acid synthesis reagent containing A polymerase and a detection probe. The detection probe is about 15 to 100 oligonucleotides having a sequence complementary or homologous to the base sequence of the nucleic acid to be detected.
The method for detecting a nucleic acid is performed on a nucleic acid amplified using the reversibly inactivated thermostable DNA polymerer of the present invention,
The detection probe is allowed to react, and the detection probe that has hybridized or the detection probe that has not hybridized is measured. A labeling substance such as an enzyme, a fluorescent substance or a radioactive substance or a reagent capable of reacting with a substance having the labeling substance such as biotin or avidin may be bound to the detection probe. Detection of these labeling substances follows a conventionally known method.

【0021】本発明の可逆的に不活性化された耐熱性D
NAポリメラーゼを用いて、PCRを行った場合、化学
修飾されていないDNAポリメラーゼを用いてPCRを
行った場合に比べて、プライマーダイマーが少ないとい
う長所を有する。また、本発明と同様に熱処理によって
活性が回復する酵素であるAmpliTaq Gold
を使用した場合、94℃、1分間処理しただけでは増幅
産物が確認できなかったのに対して、本発明の可逆的に
不活性化された耐熱性DNAポリメラーゼを用いると、
1分間の処理でも充分な増幅産物が得られる。また、9
分間処理した場合でも、本発明の可逆的に不活性化され
た耐熱性DNAポリメラーゼを用いる方が、増幅産物が
多い。また、本発明の可逆的に不活性化された耐熱性D
NAポリメラーゼを用いてPCRを行った場合、目的と
する長鎖の核酸増幅が可能である。
The reversibly inactivated heat-resistant D of the present invention
When PCR is performed using NA polymerase, there is an advantage that the amount of primer dimers is smaller than when PCR is performed using a DNA polymerase that is not chemically modified. Also, as in the present invention, AmpliTaq Gold, an enzyme whose activity is restored by heat treatment
In the case of using, the amplification product could not be confirmed only after treatment at 94 ° C for 1 minute, while using the reversibly inactivated thermostable DNA polymerase of the present invention,
A sufficient amplification product can be obtained even with a treatment for 1 minute. Also, 9
Even if the treatment is carried out for minutes, the amplification product is more when the reversibly inactivated thermostable DNA polymerase of the present invention is used. In addition, the heat-resistant D of the present invention is reversibly inactivated.
When PCR is performed using NA polymerase, amplification of a desired long-chain nucleic acid is possible.

【0022】[0022]

【実施例】次に実施例を用いて本発明を説明するが、こ
れら実施例は本発明を何ら限定するものではない。
Next, the present invention will be described with reference to examples, but these examples do not limit the present invention in any way.

【0023】参考例1 Tthポリメラーゼの精製 サーマス サーモフィラスHB8の染色体DNAを次の
方法で分離した。まず、同菌株を150mlの1.5%
ポリペプトン、1.5%酵母エキス、0.2%NaCl
(pH7.5)よりなる液体培地で70℃一晩振盪培養
後、遠心分離(8000rpm,10分)により集菌し
た。10mMトリス塩酸(pH8.0)、1mM ED
TAを含んだ溶液24mlに懸濁させ、3mlのリゾチ
ーム溶液(20mg/ml)を加えて、その後、10%
SDS溶液を6ml加えた。30mlのフェノールを加
えて、ゆるやかに撹拌混合し、10,000rpm、1
5分間の遠心分離で水層と溶媒層に分け、水層を分取し
た。この操作を再び、行ない、この水層に2倍量のエタ
ノールを静かに重層し、ガラス棒でゆっくり撹拌しなが
ら、DNAをガラス棒にまきつかせて分離した。これを
10mMトリス塩酸(pH8.0)、1mM EDTA
を含んだ溶液(以下TEと記載)で溶解した。これを等
量のクロロホルム・フェノール溶液で処理後、遠心によ
り水層を分取し、2倍量のエタノールを加えて、上記の
方法でもう一度DNAを分離し、2mlのTEで溶解し
た。
Reference Example 1 Purification of Tth Polymerase The chromosomal DNA of Thermos thermophilus HB8 was isolated by the following method. First, 150 ml of 1.5%
Polypeptone, 1.5% yeast extract, 0.2% NaCl
After shaking culture at 70 ° C. overnight in a liquid medium consisting of (pH 7.5), the cells were collected by centrifugation (8000 rpm, 10 minutes). 10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM ED
Suspend in 24 ml of a solution containing TA, add 3 ml of lysozyme solution (20 mg / ml), then add 10%
6 ml of the SDS solution was added. Add 30 ml of phenol and mix gently with stirring at 10,000 rpm, 1
The aqueous layer and the solvent layer were separated by centrifugation for 5 minutes, and the aqueous layer was separated. This operation was performed again, and a double volume of ethanol was gently overlaid on the aqueous layer, and the DNA was sprinkled on the glass rod while slowly stirring with a glass rod to separate the DNA. This was added to 10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA
Was dissolved in a solution containing (hereinafter referred to as TE). This was treated with an equal volume of a chloroform / phenol solution, and the aqueous layer was separated by centrifugation, twice the amount of ethanol was added, the DNA was separated again by the above method, and dissolved with 2 ml of TE.

【0024】上記工程で得たDNA1μgを制限酵素H
indIII (東洋紡製)5ユニットで37℃、15分反
応させ、限定分解を行った後、制限酵素HindIII に
て完全に切断したpUC19 0.5μgとT4−DN
Aリガーゼ(東洋紡製)1ユニットで16℃、12時間
反応させDNAを連結した。連結したDNAは、大腸菌
JM109のコンピテントセルを用いて形質転換した。
使用したDNA1μg当り約1×106 個の形質転換体
のコロニーが得られた。得られたコロニーは50μg/
mlアンピシリン入りL培地(1%ポリペプトン、0.
5%酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム、0.25m
M IPTG)で37℃で18時間培養し、菌体を破砕
し、75℃、30分処理した液を用いて、下記精製工程
記載の活性測定方法に従い耐熱性DNAポリメラーゼ活
性を測定した。
1 μg of the DNA obtained in the above step was digested with restriction enzyme H
IndIII (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was reacted at 37 ° C. for 15 minutes with 5 units to carry out limited digestion.
One unit of A ligase (manufactured by Toyobo) was reacted at 16 ° C. for 12 hours to ligate DNA. The ligated DNA was transformed using competent cells of Escherichia coli JM109.
About 1 × 10 6 transformant colonies were obtained per μg of DNA used. The resulting colony was 50 μg /
L medium (1% polypeptone, 0.
5% yeast extract, 0.5% sodium chloride, 0.25m
(MIPTG) at 37 ° C. for 18 hours, the cells were crushed, and the heat-resistant DNA polymerase activity was measured using a liquid treated at 75 ° C. for 30 minutes according to the activity measurement method described in the following purification step.

【0025】約3,000個のコロニーの耐熱性DNA
ポリメラーゼ活性を測定したところ、2個の耐熱性DN
Aポリメラーゼ活性を有するコロニーを得た。これらの
保有するプラスミドには、内部にHindIII サイトを
1ケ所含む約6kbpの挿入DNA断片が存在してお
り、このプラスミドをpUPL0とした。
Heat-resistant DNA of about 3,000 colonies
When the polymerase activity was measured, two heat-resistant DNs
A colony having A polymerase activity was obtained. In these plasmids, an inserted DNA fragment of about 6 kbp containing one HindIII site was present, and this plasmid was designated as pUPLO.

【0026】次いで、pUPL0よりHindIII にて
約2.8kbpおよび3.2kbpの挿入DNA断片を
切り出し、それぞれpUC19へ導入して、pUPL0
1及びpUPL02を構築した。それぞれをエシェリシ
ア コリーJM109に形質転換し、この形質転換体を
培養後、上記方法により耐熱性DNAポリメラーゼ活性
を測定したところ、活性は認められなかった。次に p
UPL02をPstI、HindIII 処理して得られる
1.4kbpの断片をpUC19に導入し、pUPL0
3を構築した。
Next, the inserted DNA fragments of about 2.8 kbp and 3.2 kbp were cut out from pUPL0 with HindIII and introduced into pUC19, respectively.
1 and pUPL02 were constructed. Each was transformed into Escherichia coli JM109, and after culturing the transformants, the activity of the thermostable DNA polymerase was measured by the above method, and no activity was observed. Then p
A 1.4 kbp fragment obtained by treating UPL02 with PstI and HindIII was introduced into pUC19, and
3 was constructed.

【0027】更に、pUPL01をHindIII 処理し
て得られる3.2kbpの断片をpUPL03のHin
dIII サイトに導入し、pUPL1を構築した。このp
UPL1でエシェリシア コリーJM109を形質転換
した菌株(大腸菌JM109(pUPL1))の耐熱性
DNAポリメラーゼの生産性はサーマス サーモフィラ
スHB8の約2倍であった。
Further, a 3.2 kbp fragment obtained by treating pUPL01 with HindIII was digested with HindIII of pUPL03.
It was introduced into the dIII site to construct pUPL1. This p
A strain (Escherichia coli JM109 (pUPL1)) in which Escherichia coli JM109 was transformed with UPL1 had about twice the productivity of thermostable DNA polymerase than Thermos thermophilus HB8.

【0028】得られた大腸菌JM109(pUPL1)
を用いて、以下の操作により培養、精製を行い、20
0,000ユニット/mlのTth DNAポリメラー
ゼを含む溶液2mlを得た。まず、滅菌処理した100
μg/mlのアンピシリンを含んだTB培地(ColdSpri
ng Habour Laboratory, Molecular Cloning, p.A.
2に記載)6Lを10Lジャーファーメンターに分注し
た(このジャーファーメンター2基を使用した)。この
培地に予め100μg/mlのアンピシリンを含んだ5
0mlのLB培地(1%バクトトリプトン、0.5%イ
ーストエキストラクト、0.5%塩化ナトリウム、ギブ
コ社製)で30℃16時間培養した大腸菌JM109
(pUPL1)(500ml坂口フラスコ使用)を接種
し、35℃で12時間、通気攪拌培養した。培養液より
菌体を遠心分離により回収し、400mlの破砕緩衝液
(10mM Tris−HCl(pH8.0)、80m
M KCl、5mM 2−メルカプトエタノール、1m
M EDTA)に懸濁後、超音波処理によって菌体を破
砕し、細胞破砕液を得た。次に細胞破砕液を85℃にて
30分処理した後、遠心分離にて不溶性画分を除去し
た。さらにポリエチレンイミンを用いた除核酸処理、硫
安分画、ヘパリンセファロースクロマトグラフィー(フ
ァルマシア社製)を行い、最後に形状緩衝液(50mM
Tris−HCl(pH8.0)、50mM塩化カリ
ウム、1mMジチオスレイトール、50%グリセリン)
に置換した。
The obtained Escherichia coli JM109 (pUPL1)
Culture and purification were carried out using
2 ml of a solution containing 0000 units / ml of Tth DNA polymerase was obtained. First, the sterilized 100
TB medium (ColdSpri) containing μg / ml ampicillin
ng Habour Laboratory, Molecular Cloning, p. A.
6L) was dispensed into a 10L jar fermenter (two jar fermenters were used). This medium contained 100 μg / ml ampicillin in advance.
Escherichia coli JM109 cultured in 0 ml of LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% sodium chloride, Gibco) for 16 hours at 30 ° C.
(PUPL1) (using a 500 ml Sakaguchi flask) was inoculated, and cultured with aeration and agitation at 35 ° C. for 12 hours. The cells were recovered from the culture solution by centrifugation, and 400 ml of a disruption buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 80 m
M KCl, 5 mM 2-mercaptoethanol, 1 m
After suspension in MEDTA), the cells were disrupted by sonication to obtain a cell lysate. Next, the cell lysate was treated at 85 ° C. for 30 minutes, and the insoluble fraction was removed by centrifugation. Further, nucleic acid removal treatment using polyethyleneimine, ammonium sulfate fractionation, and heparin sepharose chromatography (Pharmacia) were performed. Finally, a shape buffer (50 mM) was used.
Tris-HCl (pH 8.0), 50 mM potassium chloride, 1 mM dithiothreitol, 50% glycerin)
Was replaced with

【0029】上記精製工程のDNAポリメラーゼ活性
は、以下の操作で測定した。また、酵素活性が高い場合
には、保存緩衝液(50mM Tris−HCl(Ph
8.5)、50mM塩化カリウム、1mMジチオスレイ
トール、50%グリセリン、0.1%Tween20、
0.1%ノニデットP40)でサンプルを希釈して測定
を行った。
The DNA polymerase activity in the above purification step was measured by the following procedure. When the enzyme activity is high, the storage buffer (50 mM Tris-HCl (Ph
8.5), 50 mM potassium chloride, 1 mM dithiothreitol, 50% glycerin, 0.1% Tween 20,
The sample was diluted with 0.1% nonidet P40) for measurement.

【0030】(試薬) A.670mM Tris−HCl(pH8.8) 166mM 硫酸アンモニウム 67mM 塩化マグネシウム 10mM 2−メルカプトエタノール B. 1μg/μl 活性化仔牛胸腺DNA C. 2mM dNTP(250cpm/ pmol[3
H]dTTP) D. 20% トリクロロ酢酸(2mMピロリン酸を
含む) E. 1μg/μl キャリアー仔牛胸腺DNA
(Reagent) A. B. 670 mM Tris-HCl (pH 8.8) 166 mM ammonium sulfate 67 mM magnesium chloride 10 mM 2-mercaptoethanol 1 μg / μl activated calf thymus DNA 2 mM dNTP (250 cpm / pmol [ 3
H] dTTP) E. 20% trichloroacetic acid (containing 2 mM pyrophosphate) 1μg / μl carrier calf thymus DNA

【0031】(方法)A液、B液、C液各5μlおよび
滅菌水30μlをエッペンドルフチューブに加えて撹拌
混合した後、菌体破砕液、あるいは上記熱処理液5μl
を加え、75℃で10分間反応する。その後氷冷しE液
50μl、D液100μlを加え、更に10分間氷冷す
る。この液をガラスフィルター(ワットマンGF/Cフ
ィルター)で濾過し、D液および冷エタノールで充分洗
浄し、フィルターの放射活性を液体シンチレーションカ
ウンター(パッカード社製)で計測し、鋳型DNAへの
ヌクレオチドの取り込みを測定する。酵素活性の1単位
は、この条件下で30分間当り10nmolのヌクレオ
チドを酸不溶性画分に取り込む酵素量とした。
(Method) 5 μl each of solution A, solution B and solution C and 30 μl of sterile water were added to an Eppendorf tube and mixed by stirring, and then the cell lysate or 5 μl of the above heat-treated solution was added.
And react at 75 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the mixture is cooled on ice, 50 μl of Solution E and 100 μl of Solution D are added, and the mixture is further cooled on ice for 10 minutes. This solution was filtered through a glass filter (Whatman GF / C filter), washed sufficiently with solution D and cold ethanol, and the radioactivity of the filter was measured with a liquid scintillation counter (manufactured by Packard) to incorporate nucleotides into template DNA. Is measured. One unit of the enzymatic activity was the amount of the enzyme that incorporated 10 nmol of nucleotides into the acid-insoluble fraction per 30 minutes under these conditions.

【0032】実施例1 Tthポリメラーゼの化学修飾
(その1) 参考例1で得たTthポリメラーゼを以下の操作で化学
修飾した。すなわち、酵素液5mlを炭酸ナトリウム緩
衝液(50mM 炭酸ナトリウム(pH9.3)、10
0mM NaCl)に対して透析を行った。500ml
の緩衝液を6時間ごとに3回交換した。また、この操作
により液量は10.5mlになった。この酵素液5ml
に1Mの2,3−ジメチル無水マレイン酸溶液(アルド
リッチ製)(溶媒はN−メチル−2−ピロリドン(ナカ
ライテスク製))20μlを徐々に攪拌しながら加え
た。次いで室温で5分間放置した(この化学修飾物を酵
素Aとする)。
Example 1 Chemical Modification of Tth Polymerase (Part 1) The Tth polymerase obtained in Reference Example 1 was chemically modified by the following procedure . That is, 5 ml of the enzyme solution was added to a sodium carbonate buffer (50 mM sodium carbonate (pH 9.3), 10 ml).
Dialysis was performed against 0 mM NaCl). 500ml
Was changed three times every 6 hours. This operation reduced the liquid volume to 10.5 ml. 5 ml of this enzyme solution
20 μl of a 1M 2,3-dimethyl maleic anhydride solution (manufactured by Aldrich) (solvent: N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Nacalai Tesque)) was added to the mixture while gradually stirring. Then, it was left at room temperature for 5 minutes (this chemically modified product was designated as enzyme A).

【0033】実施例2 Tthポリメラーゼの化学修飾
(その2) 1Mの2,3−ジメチル無水マレイン酸溶液(アルドリ
ッチ製)100μlを用い、0.5N NaOHにてp
Hが8.5以下にならないように調整した以外は、実施
例1と同様の操作にて化学修飾Tthポリメラーゼを得
た(この化学修飾物を酵素Bとする)。
Example 2 Chemical Modification of Tth Polymerase (Part 2) Using 100 μl of 1M 2,3-dimethyl maleic anhydride solution (manufactured by Aldrich), p
A chemically modified Tth polymerase was obtained in the same manner as in Example 1 except that H was adjusted to be 8.5 or less (this chemically modified product is referred to as enzyme B).

【0034】実施例3 化学修飾物の活性確認 実施例1および2で得た化学修飾Tthポリメラーゼの
活性を参考例1に示した方法にて確認した。対照とし
て、実施例1で得た炭酸ナトリウム緩衝液に置換された
だけのTthポリメラーゼを用いた(この酵素を非修飾
Tthとする)。また、活性測定の際、酵素液を保存緩
衝液で1000倍に希釈した。この結果、非修飾Tth
ポリメラーゼに対して、酵素Aは15%、酵素Bは7%
に活性が低下していた(図1参照)。
Example 3 Confirmation of Activity of Chemically Modified Product The activity of the chemically modified Tth polymerase obtained in Examples 1 and 2 was confirmed by the method described in Reference Example 1. As a control, Tth polymerase that had just been replaced with the sodium carbonate buffer obtained in Example 1 was used (this enzyme is referred to as unmodified Tth). At the time of activity measurement, the enzyme solution was diluted 1000-fold with a storage buffer. As a result, the unmodified Tth
15% enzyme A and 7% enzyme B relative to polymerase
(See FIG. 1).

【0035】実施例4 化学修飾物の活性回復の確認 実施例1および2で得た酵素A、B及び非修飾Tthを
保存緩衝液に対して透析を行った。500mlの緩衝液
を6時間ごとに3回交換した。また、この操作により液
量はそれぞれ3mlになった。次にそれぞれの酵素をp
Hの異なる3種類の緩衝液中で熱処理を行い、活性の回
復を確認した。pH8.0、pH8.3及びpH8.8
(室温でのpH)の緩衝液(10mM Tris−HC
l、80mM 塩化カリウム、1.5mM 塩化マグネ
シウム、0.5mg/ml BSA、0.1% コール
酸ナトリウム、0.1% TritonX−100)1
00μlに保存緩衝液で100倍希釈した酵素を5μl
加えて92℃で処理した。0分、5分、10分後に2.
5μlずつサンプリングし、参考例1記載の方法にて活
性を測定した。その結果を図2に示す。図2に示したよ
うに、化学修飾を行った酵素A、酵素Bは熱処理を行う
ことによって、活性が回復した。それに対して化学修飾
処理を行っていない酵素はほとんど変化なかった。
Example 4 Confirmation of Recovery of Activity of Chemically Modified Products The enzymes A, B and unmodified Tth obtained in Examples 1 and 2 were dialyzed against a storage buffer. 500 ml of buffer was changed three times every 6 hours. In addition, the liquid volume was reduced to 3 ml by this operation. Next, p
Heat treatment was performed in three kinds of buffers having different H, and the recovery of the activity was confirmed. pH 8.0, pH 8.3 and pH 8.8
(PH at room temperature) in buffer (10 mM Tris-HC)
1, 80 mM potassium chloride, 1.5 mM magnesium chloride, 0.5 mg / ml BSA, 0.1% sodium cholate, 0.1% Triton X-100) 1
5 μl of enzyme diluted 100-fold with storage buffer to 00 μl
In addition, it was processed at 92 ° C. 1. After 0, 5, and 10 minutes
Samples were taken at 5 μl each and the activity was measured by the method described in Reference Example 1. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the activity of the chemically modified enzymes A and B was restored by the heat treatment. In contrast, the enzyme which had not been subjected to the chemical modification treatment hardly changed.

【0036】実施例5 化学修飾されたTthポリメラ
ーゼを用いたPCR 実施例1および2で得た化学修飾DNAポリメラーゼを
用いて、PCRを行った。すなわち50μlの反応液
(10mM Tris−HCl(pH8.8)、80m
M 塩化カリウム、1.5mM 塩化マグネシウム、
0.5mg/mlBSA、0.1% コール酸ナトリウ
ム、0.1% TritonX−100、0.2mM
dNTP、100ngのヒト胎盤由来のゲノムDNA
(クローンテック社製)、10ピコモルの配列表1、2
記載のプライマー)に酵素Aまたは酵素Bを2.5単位
加えてPCR反応を行った。酵素活性は実施例4記載の
pH8.0の緩衝液中で80℃、30分処理した後、参
考例1記載の方法にて測定し求めた。サーマルサイクラ
ーはパーキンエルマー社製のモデルPJ2000を用い
た。また、反応条件は94℃で1分処理した後、94
℃、30秒間→55℃、1分間→72℃、1分間を30
サイクル行った。
Example 5 PCR using chemically modified Tth polymerase PCR was performed using the chemically modified DNA polymerase obtained in Examples 1 and 2. That is, 50 μl of a reaction solution (10 mM Tris-HCl (pH 8.8), 80 m
M potassium chloride, 1.5 mM magnesium chloride,
0.5 mg / ml BSA, 0.1% sodium cholate, 0.1% Triton X-100, 0.2 mM
dNTP, 100 ng genomic DNA from human placenta
(Manufactured by Clonetech) 10 picomoles of Sequence Listings 1 and 2
2.5 units of enzyme A or enzyme B were added to the primers described) to perform a PCR reaction. The enzymatic activity was determined by the method described in Reference Example 1 after treatment at 80 ° C. for 30 minutes in the pH 8.0 buffer described in Example 4. The model PJ2000 manufactured by PerkinElmer was used as the thermal cycler. The reaction conditions were as follows: treatment at 94 ° C. for 1 minute;
° C, 30 seconds → 55 ° C, 1 minute → 72 ° C, 1 minute 30
Cycled.

【0037】比較として、非修飾Tthポリメラーゼ、
Tth start(Tth抗体、クローンテック製)
と混合したTthポリメラーゼ、AmpliTaq G
old(パーキンエルマー製)も同様にしてPCR反応
を行った。ただし、反応液組成はそれぞれの取り扱い説
明書に従った。また、AmpliTaq Goldは9
4℃の処理を1分間と9分間行った。反応終了後、5μ
lの反応液についてアガロースゲル電気泳動を行い、約
0.4kbのターゲットの増幅を確認した。
As a comparison, unmodified Tth polymerase,
Tth start (Tth antibody, Clontech)
AmpliTaq G, Tth polymerase mixed with
Old (Perkin Elmer) was also subjected to a PCR reaction in the same manner. However, the composition of the reaction solution was in accordance with each instruction manual. AmpliTaq Gold is 9
The treatment at 4 ° C. was performed for 1 minute and 9 minutes. After reaction, 5μ
An agarose gel electrophoresis was performed on 1 l of the reaction solution, and amplification of a target of about 0.4 kb was confirmed.

【0038】図3にアガロースゲル電気泳動の結果を示
した。この結果、化学修飾を行った酵素A、Bを用いて
PCRを行った場合、非修飾Tthポリメラーゼを用い
てPCRを行ったものに比べてプライマーダイマーが少
なかった。またAmpliTaq Goldでは94
℃,1分処理しただけでは増幅産物が確認できなかっ
た。また9分処理した場合の増幅産物の量は、酵素A、
Bの場合より少なかった。
FIG. 3 shows the results of agarose gel electrophoresis. As a result, when PCR was performed using the chemically modified enzymes A and B, the amount of primer dimer was smaller than that obtained by PCR using unmodified Tth polymerase. In AmpliTaq Gold, 94
Amplification products could not be confirmed only after treatment at 1 ° C. for 1 minute. In addition, the amount of the amplification product after the treatment for 9 minutes is as follows.
Less than in case B.

【0039】実施例6 化学修飾されたTthポリメラ
ーゼを用いたロングPCR 実施例1および2で得た化学修飾DNAポリメラーゼを
用いて、PCRを行った。すなわち50μlの反応液
(10mM Tris−HCl(pH8.8)、80m
M 塩化カリウム、1.5mM 塩化マグネシウム、
0.5mg/mlBSA、0.1% コール酸ナトリウ
ム、0.1% TritonX−100,0.2mM
dNTP、100ngのヒト胎盤由来のゲノムDNA(ク
ローンテック社製)、10ピコモルの配列表3、4記載
のプライマー、0.15単位のPfu DNAポリメラ
ーゼ(ストラタジーン社製))に酵素Aまたは酵素Bを
2.5単位加えてPCR反応を行った。サーマルサイク
ラーはパーキンエルマー社製のモデルPJ2000を用
いた。また反応条件は94℃で1分処理した後、94
℃、30秒間→68℃、6分間を30サイクル行った。
Example 6 Long PCR using chemically modified Tth polymerase PCR was carried out using the chemically modified DNA polymerase obtained in Examples 1 and 2. That is, 50 μl of a reaction solution (10 mM Tris-HCl (pH 8.8), 80 m
M potassium chloride, 1.5 mM magnesium chloride,
0.5 mg / ml BSA, 0.1% sodium cholate, 0.1% Triton X-100, 0.2 mM
dNTP, 100 ng of human placenta-derived genomic DNA (manufactured by Clontech), 10 picomoles of the primers described in Sequence Tables 3 and 4, 0.15 units of Pfu DNA polymerase (manufactured by Stratagene)) and enzyme A or enzyme B Was added to perform a PCR reaction. The model PJ2000 manufactured by PerkinElmer was used as the thermal cycler. The reaction conditions were as follows: treatment at 94 ° C. for 1 minute;
30 ° C., 30 seconds → 68 ° C., 6 minutes.

【0040】比較として、非修飾Tthポリメラーゼも
同様にしてPCR反応を行った。反応終了後、5μlの
反応液についてアガロースゲル電気泳動を行い、約8.
5kbのターゲットの増幅を確認した。図3にアガロー
スゲル電気泳動の結果を示した。この結果、化学修飾を
行った酵素A、Bを用いてPCRを行った場合、目的と
する8.5kbのターゲットの増幅が確認できた。非修
飾Tthポリメラーゼを用いてPCRを行ったものはタ
ーゲットの増幅が確認できなかった。
As a comparison, a PCR reaction was carried out for unmodified Tth polymerase in the same manner. After completion of the reaction, 5 μl of the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis to obtain about 8.
The amplification of the 5 kb target was confirmed. FIG. 3 shows the results of agarose gel electrophoresis. As a result, when PCR was performed using the chemically modified enzymes A and B, amplification of the target 8.5 kb target was confirmed. When PCR was performed using unmodified Tth polymerase, amplification of the target could not be confirmed.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の可逆的に不活化された耐熱性D
NAポリメラーゼを使用することにより、煩雑な操作を
必要とせず、また、高価な抗体を用いることなく、効率
的に核酸を増幅することが可能となる。また、本発明の
可逆的に不活化された耐熱性DNAポリメラーゼを使用
することにより、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によ
って、少量の標的核酸の増幅および検出が可能になる。
さらに、非特異的副産物やプライマー2量体等が増幅さ
れることが生じない。
EFFECT OF THE INVENTION The reversibly inactivated heat resistance D of the present invention
By using NA polymerase, it is possible to efficiently amplify a nucleic acid without requiring a complicated operation and without using an expensive antibody. Also, the use of the reversibly inactivated thermostable DNA polymerases of the present invention allows amplification and detection of small amounts of target nucleic acids by the polymerase chain reaction (PCR).
Furthermore, non-specific by-products, primer dimers, and the like are not amplified.

【0042】[0042]

【配列表】[Sequence list]

配列番号1 配列の長さ:20 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA GAAGAGCCAA GGACAGGTAC 20 SEQ ID NO: 1 Sequence length: 20 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic DNA GAAGAGCCAA GGACAGGTAC 20

【0043】配列番号2 配列の長さ:21 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA GGAAAATAGA CCAATAGGCA G 21SEQ ID NO: 2 Sequence length: 21 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic DNA GGAAAATAGA CCAATAGGCA G21

【0044】配列番号3 配列の長さ:35 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA TGATAGGCAC TGACTCTCTG TCCCTTGGGC TGTTT 35SEQ ID NO: 3 Sequence length: 35 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic DNA TGATAGGCAC TGACTCTCTG TCCCTTGGGC TGTTT 35

【0045】配列番号4 配列の長さ:35 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA ACATGATTAG CAAAAGGGCC TAGCTTGGAC TCAGA 35SEQ ID NO: 4 Sequence length: 35 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic DNA ACATGATTAG CAAAAGGGCC TAGCTTGGAC TCAGA 35

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】化学修飾されたDNAポリメラーゼの活性低下
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a decrease in the activity of a chemically modified DNA polymerase.

【図2】化学修飾されたDNAポリメラーゼの活性回復
を示す図である。
FIG. 2 shows the recovery of the activity of a chemically modified DNA polymerase.

【図3】化学修飾されたDNAポリメラーゼを用いたP
CRの結果を示す電気泳動による図に代わる写真であ
る。
FIG. 3. P using chemically modified DNA polymerase
It is a photograph replacing a figure by electrophoresis showing a result of CR.

【図4】化学修飾されたDNAポリメラーゼを用いたP
CRの結果を示す電気泳動による図に代わる写真であ
る。
FIG. 4. P using chemically modified DNA polymerase
It is a photograph replacing a figure by electrophoresis showing a result of CR.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジカルボン酸無水物によって修飾され
た、可逆的に不活化された耐熱性DNAポリメラーゼ。
1. A reversibly inactivated thermostable DNA polymerase modified with a dicarboxylic anhydride.
【請求項2】 ジカルボン酸無水物がコハク酸無水物、
マレイン酸無水物またはこれらの誘導体である請求項1
記載の耐熱性DNAポリメラーゼ。
2. The method of claim 1, wherein the dicarboxylic anhydride is succinic anhydride,
2. A maleic anhydride or a derivative thereof.
The thermostable DNA polymerase according to the above.
【請求項3】 コハク酸無水物またはマレイン酸無水物
の誘導体が、2−メチルマレイン酸無水物、1,2−ジ
メチルマレイン酸無水物またはテトラフルオロコハク酸
無水物である請求項2記載の耐熱性DNAポリメラー
ゼ。
3. The heat-resistant composition according to claim 2, wherein the derivative of succinic anhydride or maleic anhydride is 2-methylmaleic anhydride, 1,2-dimethylmaleic anhydride or tetrafluorosuccinic anhydride. Sex DNA polymerase.
【請求項4】 耐熱性DNAポリメラーゼが、Tthポ
リメラーゼ、Taqポリメラーゼ、Pfuポリメラー
ゼ、KODポリメラーゼ、Tliポリメラーゼまたはこ
れらの変異されたDNAポリメラーゼである請求項1記
載の耐熱性DNAポリメラーゼ。
4. The thermostable DNA polymerase according to claim 1, wherein the thermostable DNA polymerase is Tth polymerase, Taq polymerase, Pfu polymerase, KOD polymerase, Tli polymerase or a mutated DNA polymerase thereof.
【請求項5】 DNAを鋳型とし、プライマーおよびd
NTPの存在下に請求項1〜4のいずれか1項記載の耐
熱性DNAポリメラーゼを反応させて、プライマーを伸
長して、DNAを合成することを特徴とする核酸合成方
法。
5. A method using DNA as a template, a primer and d
A nucleic acid synthesis method comprising reacting the heat-resistant DNA polymerase according to any one of claims 1 to 4 in the presence of NTP to extend a primer and synthesize DNA.
【請求項6】 (1)2本鎖DNAは必要により、1本
鎖DNAとし、該1本鎖DNAを鋳型として、少なくと
も2つのプライマーおよびdNTPの存在下に請求項1
〜4のいずれか1項記載の耐熱性DNAポリメラーゼを
反応させて、鎖伸長を行なって2本鎖DNAを得た後、
(2)鎖分離を行ない、次いで、(3)分離された1本
鎖DNAを鋳型として、少なくとも2つのプライマーお
よびdNTPの存在下に請求項1〜4のいずれか1項記
載の耐熱性DNAポリメラーゼを反応させ、さらに、上
記工程(1)〜(3)を繰り返すことを特徴とする核酸
の増幅方法。
6. The method according to claim 1, wherein the double-stranded DNA is, if necessary, a single-stranded DNA, and the single-stranded DNA is used as a template in the presence of at least two primers and dNTP.
After reacting with the heat-resistant DNA polymerase according to any one of (1) to (4) to obtain a double-stranded DNA by chain elongation,
The heat-resistant DNA polymerase according to any one of claims 1 to 4, wherein (2) strand separation is performed, and (3) the separated single-stranded DNA is used as a template in the presence of at least two primers and dNTP. And further repeating the above steps (1) to (3).
【請求項7】 プライマー、dNTPおよび請求項1〜
4のいずれか1項記載の耐熱性DNAポリメラーゼを含
有する核酸合成用試薬。
7. The primer, dNTP and claim 1
A reagent for nucleic acid synthesis containing the thermostable DNA polymerase according to any one of claims 4 to 4.
【請求項8】 プライマー、dNTPおよび請求項1〜
4のいずれか1項記載の耐熱性DNAポリメラーゼを含
有する核酸合成用試薬および検出プローブを含有する核
酸検出用試薬。
8. The primer, dNTP and claim 1
5. A reagent for nucleic acid synthesis containing the thermostable DNA polymerase according to any one of 4 and a reagent for nucleic acid detection containing a detection probe.
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