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T7 DNA聚合酶的神秘角色：它如何在病毒复制中扮演关键角色？
T7 DNA聚合酶是一种在T7噬菌体的DNA复制过程中使用的酶。在这个过程中，DNA聚合酶“读取”现有的DNA链，并制造出两条与之匹配的新链。此酶需要一个宿主因子，即大肠杆菌硫氧还原蛋白（thioredoxin），以便能够发挥其功能。这种结合帮助稳定必要的蛋白质与引物-模板的结合，使得T7 DNA聚合酶的反应速度提高了超过100倍，这是目前为止此酶的独特特征。
它不仅是一种Family A DNA聚合酶的成员，还在定点突变与PCR等应用中具有多种用途。
机制
磷酸基转移
T7 DNA聚合酶在进行T7噬菌体的DNA复制过程中催化磷酸基转移。 3'羟基的引物作为亲核试剂攻击核苷酸5'-三磷酸的磷酸二酯键，其中的反应除了增加新的核苷酸单磷酸到DNA中，还释放出焦磷酸（PPi）。通常这个反应是金属依赖型的，像Mg2+这类阳离子常常会出现在酶的活性位点。
当前文提到的T7 DNA聚合酶的指、手掌及拇指结构安置引物-模板，使得引物链的3'末端正好接近核苷酸结合位点。
活性位点中的Mg2+离子和氨基酸残基的角色
活性位点中的氨基酸帮助建立稳定的环境，以便反应得以进行。一些氨基酸如Lys522、Tyr526、His506和Arg518充当氢键的供体。这些氨基酸的背骨羰基与Mg2+离子形成协调键，并帮助排列Mg2+离子以便引物与其攻击。
辅助蛋白质
T7噬菌体的DNA复制过程相较于其他复制系统相对简单。除了T7 DNA聚合酶，T7复制体还需要四个辅助蛋白质的协助，这些蛋白质分别是宿主的硫氧还原蛋白、gp4、gp2.5和gp1.7。
宿主硫氧还原蛋白
T7聚合酶单独具有非常低的产率，在合并约15个核苷酸后就会从引物模板上解离。当感染宿主后，T7聚合酶会以1：1的比例与宿主硫氧还原蛋白结合，稳定其绑定。
gp4
gp4是一个包含两个功能域的六聚体蛋白，分别是解旋酶域和引物酶域。解旋酶域用于解开双链DNA，提供复制模板。
gp2.5与gp1.7
gp2.5的功能类似于单股DNA结合蛋白，能保护在复制过程中产生的单链DNA；gp1.7则催化去氧核苷单磷酸的转化，是T7聚合酶对呋喃核苷酸敏感性的原因之一。
性能特征
产率
T7 DNA聚合酶的gp5亚基单独具有很低的载量，为了变得更加高效的产率，它招募宿主的硫氧还原蛋白形成复合体。这种硫氧还原蛋白-gp5的复合体提升了T7聚合酶对引物端的亲和力。
外切酶活性
T7 DNA聚合酶拥有3'-5'的单股及双股DNA外切酶活性。当新合成的碱基与模板链配对不正确时，此酶的外切酶活性将被启动，执行异常碱基的切除，从而提高聚合酶的准确性。
应用
定点突变中的链延伸
利用定点突变技术，T7 DNA聚合酶可被用来进行特定的基因序列改变，克服了传统DNA聚合酶的一些限制。
cDNA的第二链合成
T7 DNA聚合酶有助于在cDNA克隆技术中克服二链合成过程的某些限制，提供了高产率的全长第二链合成方法。
Sequenase（DNA序列测定）
在桑格测序中，T7 DNA聚合酶被改造以去除其外切酶活性，以提升其在DNA测序过程中的有效性，成为一种可靠的酶。
随着科学技术的进步，T7 DNA聚合酶的应用范围正在不断扩大，你是否曾经思考过其在遗传工程与治疗研究中的潜在价值呢？
