构建点突变质粒步骤

基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。二、定点突变的原理通过设计引物，并利用PCR将模板扩增出来，然后去掉模板，剩下来的就是我们的PCR产物，在PCR产物上就已经把这个点变过来了，然后再转化，筛选阳性克隆，再测序确定就行了。三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。突变引物设计的特殊原则：（1）通常引物长度为25~45bp，我们建议引物长度为30~35bp。一般都是以要突变的碱基为中心，加上两边的一段序列，两边长度至少为11-12bp。若两边引物太短了，很可能会造成突变实验失败，因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上，而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上，所以两边最好各设至少12个bp，并且合成多一条反向互补的引物。（2）如果设定的引物长度为30bp，接下来需要计算引物的Tm值，看是否达到78℃（GC含量应大于40%）。（3）如果Tm值低于78℃，则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78℃（GC含量应大于40%）。（4）设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。（5）最好使用经过纯化的引物。Tm值计算公式：Tm=0.41×(%ofGC)–675/L+81.5注：L：引物碱基数；%ofGC：引物GC含量。四、引物设计实例以GCG→ACG为例：5’-CCTCCTTCAGTATGTAGGCGACTTACTTATTGCGG-3’（1）首先设计30bp长的上下游引物，并将A(T)设计在引物的中央位置。Primer#1:5’-CCTTCAGTATGTAGACGACTTACTTATTGC-3’Primer#2:5’-GCAATAAGTAAGTCGTCTACATACTGAAGG-3’（2）引物GC含量为40%，L为30，将这两个数值带入Tm值计算公式，得到其Tm=75.5（Tm=0.41×40-675/30+81.5）。通过计算可以看出其Tm低于78℃，这样的引物是不合适的，所以必须调整引物长度。（3）重新调整引物长度。Primer#1:5’-CCTCCTTCAGTATGTAGACGACTTACTTATTGCGG-3’Primer#2:5’-CCGCAATAAGTAAGTCGTCTACATACTGAAGGAGG-3’在引物两端加5mer（斜体下划线处），这样引物的GC含量为45.7%，L值为35，将这两个数值带入Tm值计算公式，得到其Tm为80.952（Tm=0.41×47.5-675/35+81.5），这样的引物就可以用于突变实验了。五、突变所用聚合酶及Buffer引物和质粒都准备好后，当然就是做PCR喽，不过对于PCR的酶和buffer，不能用平时的，我们做PCR把整个质粒扩出来，延伸长度达到几个K，所以要用那些GCbuffer或扩增长片段的buffer，另外，要用保真性能较好的PFU酶来扩增，防止引进新的突变。除了使用基因定点突变试剂盒，如Stratagene和塞百盛的试剂盒，但价格昂贵。可以使用高保真的聚合酶，如博大泰克的金牌快速taq酶、Takara的PrimeSTARTMHSDNApolymerase。六、如何去掉PCR产物最简单的方法就是用DpnI酶，DpnI能够识别甲基化位点并将其酶切，我们用的模板一般都是双链超螺旋质粒，从大肠杆菌里提出来的质粒一般都被甲基化保护起来（除非你用的是甲基化缺陷型的菌株），而PCR产物都是没有甲基化的，所以DpnI酶能够特异性地切割模板（质粒）而不会影响PCR产物，从而去掉模板留下PCR产物，所以提质粒时那些菌株一定不能是甲基化缺陷株。DpnI处理的时间最好长一点，最少一个小时吧，最好能有两三个小时，因为如果模板处理得不干净，哪怕只有那么一点点，模板直接在平板上长出来，就会导致实验失败。七、如何拿到质粒直接把通过DpnI处理的PCR产物拿去做转化就行了，然后再筛选出阳性克隆，并提出质粒，拿去测序，验证突变结果。八、图示九、定点突变操作步骤[A]诱导突变基因（PCR反应）以待突变的质粒为模板，用设计的引物及Muta-direct™酶进行PCR扩增反应，诱导目的基因突变。1.设计点突变引物。[注]参考引物设计指导2.准备模板质粒DNA[注]用dam+型菌株（例如DH5α菌株）作为宿主菌。在end+型菌株中常有克隆数低的现象，但是对突变效率没有影响。提取质粒DNA时我们建议您使用本公司的质粒提纯试剂盒。3.[选项]对照反应体系（50μl反应体系）10×ReactionBuffer5μlpUC18controlplasmid（10ng/μl，total20ng）2μlControlprimermix（20pmol/μl）2μldNTPmixture（each2.5mM）2μldH2O38μlMuta-direct™Enzyme1μl4.样品反应体系（50μl反应体系）10×ReactionBuffer5μlSampleplasmid（10ng/μl，total20ng）2μlSampleprimer(F)（10pmol/μl）1μlSampleprimer(R)（10pmol/μl）1μldNTPmixture（each2.5mM）2μldH2O38μlMuta-direct™Enzyme1μl5.PCR反应条件[注]按如下参数设置PCR扩增条件。CyclesTemperatureReactionTime1cycle95℃30sec15cycle95℃30sec55℃1min72℃1minperplasmidKb6.PCR扩增反应完成后冰育5分钟，然后置于室温（避免反复冻融）。[注]按下列提供的PCR条件进行扩增，控制PCR循环数。注意当突变点位点超过4个时会发生突变率降低的现象。MutationCycles1~2Nucleotide15cycles3Nucleotides18cycles[B]突变质粒选择PCR反应结束后使用Mutazyme™酶消化甲基化质粒从而选择突变质粒DNA。1.准备PCR反应产物2.加入1μl（10U/μl）Mutazyme™酶37℃温育1小时。[注]当质粒DNA用量过多时Mutazyme™酶可能发生与样品反应不完全的现象。因此我们建议为了保证突变率请严格遵照实验步骤进行操作。如果突变率低，可以适当延长反应时间或增加Mutazyme™酶用量。[C]转化反应完毕后在质粒DNA上会产生缺口，当把这个质粒DNA转入E.coli中时请选择dam+型菌株，例如DH5α。1.将10μl样品加到50μl感受态细胞里，然后放置在冰上30分钟。2.接下来可以参照一般的转化步骤进行。序列分析通常当LB平板上出白色菌落则表明发生了突变。为了证实这一结果，我们建议对白色单菌落进行测序分析。