拓撲異構酶(Topoisomerase) 是存在于細胞核內的一類酶，它們能夠切斷單鏈或雙鏈DNA的磷酸二酯鍵，然后重新纏繞和封口來更正DNA連環數，從而控制DNA的拓撲狀態。DNA拓撲異構酶分為兩類，I型DNA拓撲異構酶（DNA Topoisomerase I）和II型DNA拓撲異構酶(DNA Topoisomerase II）。Topoisomerase I是由美國科學家Stewart Shuman在1990年從牛痘病毒中發現的，同時具有限制性內切酶活性和連接酶活性，能夠在DNA復制過程中切斷并重新連接DNA。Topoisomerase I可以在無需ATP供能的情況下切斷DNA鏈，在切割單鏈DNA后，會與末端DNA片段形成暫時性中間體，并在釋放壓力后重新連接切口。由于Topoisomerase I具有切斷、連接DNA的這種特性，常被用于克隆載體的構建（如TOPO克隆）以及NGS 建庫中的接頭連接等。
圖1. Topoisomerase I原理圖[1]
TOPO克隆是一種基于Topoisomerase I的PCR產物快速克隆系統，利用Topoisomerase I的連接原理，無需DNA連接酶，可在5 min內高效連接DNA片段。Topoisomerase I識別并切割TOPO載體上的結合位點，切割完成后，與TOPO載體結合形成復合物。目的DNA片段可在Topoisomerase I的作用下與TOPO載體連接，形成克隆。識別切割：Topoisomerase I識別DNA序列5’-(C/T)CCTT-3’，并且能夠在該位點對DNA進行切割；
固定：Topoisomerase I借助DNA斷裂的能量將酪氨酸殘基與載體DNA 3’末端形成共價鍵，從而固定在DNA載體上；
連接：在加入目的DNA片段（PCR Product）后，目的DNA片段的5'端羥基攻擊載體片段的磷酸鍵，釋放能量，使得目的DNA片段的 5'端羥基與載體片段的3'端磷酸基團連接在一起；
脫落：Topoisomerase I從載體分子上脫落。
圖2. TOPO原理圖
翌圣Topoisomerase I (Cat#14971ES)由翌圣鎂孚泰生物ZymeEditor酶進化平臺經過重組表達獲得，無外切酶殘留、低宿主殘留，可應用于NGS 建庫中的接頭連接、TOPO克隆等！使用不同批次的Topoisomerase I進行TOPO克隆，分別連接2 kb的粘性末端、4 kb的平末端，實驗結果表明，翌圣Topoisomerase I運用到TOPO克隆中，克隆效果優于A品牌，陽性克隆率達100%（8/8）。
圖3. Topoisomerase I運用到TOPO克隆效果圖
將50 U不同批次的Topoisomerase I分別與相應的底物DNA在37℃孵育4 h，瓊脂糖凝膠電泳檢測結果表明，翌圣Topoisomerase I無外切酶殘留。
圖4. 外切酶殘留檢測
E. coli基因組DNA殘留< 1 copy/5U
對不同批次的Topoisomerase I (Cat#14971ES)進行E. coli基因組DNA殘留檢測，結果顯示翌圣Topoisomerase I宿主基因組DNA殘留遠低于1 copy/5U。
圖5. E. coli基因組DNA殘留檢測
產品名稱 | 產品貨號 | 產品規格 |
Topoisomerase I | 14971ES | 100 / 500 U |
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