Taq-Polymerase

Taq-Polymerase
Struktur der Taq-Polymerase
EC-Nummer	2.7.7.7
CAS-Nummer	9012-90-2
Kategorie	(Nucleotidyl-)Transferase
Substrate	Desoxyribonucleosidtriphosphat + DNA_n
Produkte	Diphosphat + DNA_n+1

Die Taq-Polymerase (kurz Taq) ist die DNA-Polymerase des Bakteriums Thermus aquaticus, dem sie ihren Namen verdankt. Sie ist außerordentlich hitzebeständig, da das Bakterium in Geysiren bei etwa 70 °C lebt. 1969 wurde die Taq-Polymerase erstmals von Thomas Brock und Hudson Freeze isoliert. Das Enzym wird hauptsächlich zur DNA-Vervielfältigung mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion eingesetzt. DNA-Polymerasen von mesophilen Organismen würden bei Erhitzung während der Polymerase-Kettenreaktion denaturiert und müssten nach jedem Zyklus neu hinzugegeben werden. Bei der DNA-Vervielfältigung mit Taq-Polymerase ist dies nicht notwendig. Die DNA-Amplifikation mit Taq ist jedoch fehleranfällig, denn das Enzym besitzt keine proof reading-Funktion. In den amplifizierten DNA-Fragmenten finden sich deshalb Mutationen, die durch ungenaues Kopieren des Matritzenstranges entstehen. Für originalgetreues Vervielfältigen eines DNA-Abschnittes empfiehlt sich daher der Einsatz anderer Polymerasen, etwa von Pfu- oder Pfx- Polymerasen, die ursprünglich ebenfalls aus thermophilen Mikroorganismen isoliert wurden.

Bei der Amplifikation eines DNA-Fragments hängt die Taq-Polymerase ein zusätzliches Nukleotid (dATP) an das 3'-Ende des synthetisierten Strangs. Man spricht von einem 3'-A-Überhang (A für Adenin), da sich auf dem Matrizenstrang keine komplementäre Nukleobase (Thymin) befindet. Der 3'-Überhang wird durch das Fehlen der proof reading-Funktion nicht korrigiert und findet Anwendung beim Verfahren der TA-Klonierung.

Die Massenproduktion des Enzyms erfolgt durch Übertragung des Gens auf einen Stamm des Bakteriums Escherichia coli. Aus diesen Kulturen wird das Protein gereinigt und in einem glycerolhaltigen Puffer bei -20 °C aufbewahrt.