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Benzonase Nuclease高活力核酸酶
——消滅核酸，拒絕污染
1. 前言
核酸污染是生物樣本制備中常常遇到的問題。在蛋白純化的過程中，如果您提取的蛋白粘度很高、蛋白純化的得率很低、蛋白檢測的結果很差，那么您的樣本可能遭受了核酸污染。
如何去除核酸？超聲法和DNase/RNase酶法是常用的方法，但存在諸多缺陷（表1）。
表1 核酸去除，超聲法與DNase/RNase酶法優缺點
| 超聲法 | DNase/RNase酶法 |
優點 | 利用剪切力可在一定程度上降解核酸 | 利用核酸內切酶活性，可在溫和條件下，較好的消化核酸 |
缺點 | 僅能打碎大片段核酸； 超聲過程產熱，易降解熱敏感的成分； 機械操作隨機性強，難評估核酸清除的有效性 | 在使用時需摸索兩種酶的*使用條件，操作繁瑣、可重復性差 |
為了、可重復性的去除核酸，建議您使用翊圣核酸酶（Benzonase Nuclease）。
2. 產品優勢
Benzonase Nuclease，是一種來源于Serratia Marcescen的基因工程酶，以二聚體形式存在，包含2個*相同的亞基，單個亞基的分子量約為30 kD，因其能降解所有形式的DNA和RNA（包括單鏈、雙鏈、線狀、環狀、天然以及變性的核酸），且不具有堿基識別特異性，所以又稱核酸酶或廣譜核酸酶。不僅可應用在科研研究中作為生物樣本去除核酸干擾的酶制劑；還可應用于疫苗工業、蛋白和多糖類制藥工業，去除宿主殘留核酸，提高制品生物功效。
圖1 核酸酶結構圖
核酸酶，作為一種酶，其zui重要的指標是活力和純度。翊圣生物選用進口原料，提供活力高于250 U/μL，比活高于1.0×106 U/mg蛋白，零內毒素污染，零蛋白酶污染，且每批次均經過嚴格質量控制和功能驗證的核酸酶，可保證、可重復性的降解所有形式的核酸，非常有助于防止蛋白凝集、降低蛋白溶液粘度、提高蛋白得率、提高病毒純化效率、改善蛋白電泳分辨率以及提高高通量測序質量等。
« 降解所有形式的DNA和RNA
« 無蛋白酶、內毒素污染
« 廣泛的試劑兼容性
« 超高的核酸消化活力
« 每批次產品嚴格質保與功能驗證
« 可有效應用于：
蛋白、病毒及其他生物樣本的純化
降低由核酸引起的樣本粘度
電泳、色譜、NGS、免疫學實驗樣本的制備
3. 產品性質
核酸酶消化核酸的作用原理為水解核苷酸間的磷酸二酯鍵，產生含3-8個堿基的5'-單磷酸寡核苷酸。在非常廣泛的條件下，核酸酶都能保持很高的穩定性和消化活力，這使其能夠與多種細胞裂解液，如RIPA，或含有多種離子和非離子型去污劑、還原劑的蛋白提取試劑等兼容。表1中列舉了核酸酶可發揮核酸消化作用的部分條件參數。除此之外，核酸酶還可耐受6 M Urea，0.1 M Guanidine HCl，0.4% Triton X100，0.1% SDS，1 mM EDTA，1 mM PMSF，0.4% Sodium deoxycholate。
表2 核酸酶作用條件
條件參數 | zui適條件 | 可作用條件 |
Mg2+ | 1-2 mM | 1-10 mM |
pH | 8.0-9.2 | 6.0-10.0 |
Temp | 37℃ | 0-42℃ |
DTT | 0-100 mM | >100 mM |
β-Mercaptoethanol | 0-100 mM | >100 mM |
Monovalent cation（Na+，K+） | 0-20 mM | 0-150 mM |
PO43- | 0-10 mM | 0-100 mM |
注：1）zui適條件為核酸酶釋放≥90%活力的條件，可作用條件為核酸酶釋放≥15%活力的條件；2）核酸酶活力定義為在37℃，pH 8.0反應條件，2.625 mL反應體系中，在30 min內使△A260吸收值變化1.0（相當于*消化37 μg鮭魚精DNA成為寡核苷酸）所用的酶量定義為一個活性單位（U）。
4. 產品前沿應用
核酸酶除了可以應用于常規的蛋白抽提、純化，提高后續免疫學實驗（如Western blotting，Co-IP等）的效果外，還可應用于NGS樣本制備、蛋白組學樣本制備等前沿研究中。
1） 核酸酶應用于HIV病毒NGS樣本制備
NGS應用于HIV患者的監控，可獲得HIV病毒耐藥變異信息，預測輔助受體的動向，為患者調整治療方案，增加*。但由于HIV病毒變異速度極快，亞型多樣，獲取HIV病毒基因的樣本并非易事。研究者提供了一種可獲得HIV測序文庫的方案HIV-SMART，其中核酸酶的運用，可顯著提高HIV病毒測序覆蓋度，且不影響病毒核酸的回收率。
圖2 NGS coverage plots of CHU1756 with (+) and without (−) benzonase pretreatment. Sequence coverage dramatically increased from 9% to 63% and from 55% to 83% with 100 nM and 1 μM N6 primer mixtures, respectively. [1]
2） 核酸酶應用于核蛋白質組學研究
蛋白質組學研究是后基因組時代的研究熱點，其常規研究技術為與質譜鑒定蛋白質技術相結合的雙向電泳技術（2-DE）。在核蛋白質組學的研究中，大量的核酸常會非特異性結合帶正電荷的蛋白，影響蛋白根據自身電荷性質在等點聚焦電泳中的分布，成為影響2-DE成功的重要因素之一。研發人員在優化核蛋白組學樣本制備過程中發現，在樣本中添加一定量的核酸酶，可有效去除核酸干擾，改善蛋白質的分離效果，增強2-DE的分辨率。
圖3 Representative 2DE images of mouse brain nuclear proteins prepared with (A) and without (B) Benzonase addition. [2]
5. 目前使用的課題組超過200個
華南農業大學群體微生物研究中心，浙江大學藥學院，中國科學院動物研究所膜生物學國家重點實驗室，清華大學生命科學學院，中科院生物物理所生物大分子國家重點實驗室，中國科學院遺傳與發育生物學研究所，國家蛋白質科學中心，清華大學合成與系統生物學中心，中科院上海藥物研究所，中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所，復旦大學醫學神經生物學國家重點實驗室，上海交通大學系統生物醫學研究院，上海市調控生物學重點實驗室等單位的課題組。
6. 文獻引用
[1] Berg M G, Yamaguchi J, Alessandri-Gradt E, et al. A pan-HIV strategy for complete genome sequencing[J]. Journal of clinical microbiology, 2016, 54(4): 868-882.
[2] Jankowska U, Latosinska A, Skupien-Rabian B, et al. Optimized procedure of extraction, purification and proteomic analysis of nuclear proteins from mouse brain[J]. Journal of neuroscience methods, 2016, 261: 1-9.
[3] Kulkarni P S, Sahai A, Gunale B, et al. Development of a new purified vero cell rabies vaccine (Rabivax-S) at the serum institute of India Pvt Ltd[J]. Expert Review of Vaccines, 2017, 16(4): 303-311.
[4] Rai T S, Adams P D. Chapter Fourteen-ChIP-Sequencing to Map the Epigenome of Senescent Cells Using Benzonase Endonuclease[J]. Methods in enzymology, 2016, 574: 355-364.
[5] Yang Z, Li M, Chen W, et al. The smart solution for DNA removal in biopharmaceutical production by benzonase endonuclease[J]. Journal of Applied Virology, 2013, 2(1).
7. 常見問答
Q. 產品應如何稀釋？
A：正常建議稀釋比例(終濃度)為1:1000-1:20000，其中時間、溫度、稀釋比例為影響反應的正面因素。
Q. 產品能否可以減少用量？
A：如希望減少用量，可酌情提高反應溫度或延長時間。
Q. 使用該產品進行消化反應的抑制因子有哪些？
A：在含有以下物質的體系中，核酸酶的活性會降低50%或以上：>150 mM一價陽離子，>100 mM磷酸鹽，>100 mM硫酸銨，>100 mM鹽酸胍，>0.1% SDS，>1% Triton X-100，>1% Tween 20。
Q. 怎樣滅活核酸酶？如何去除？
A：采用EDTA螯合金屬離子會可逆地抑制核酸酶活性，條件會造成不可逆失活，例如100 mM NaOH，70℃處理30 min等。核酸酶可采用陰離子交換柱或氣相色譜法從目的產物中分離出去。
Q. 核酸酶與蛋白酶抑制劑混合物是否兼容？
A：核酸酶與不含EDTA的蛋白酶抑制劑混合物兼容。若含有EDTA且濃度>1 mM時，會抑制核酸酶活性，建議：如果必須加EDTA，按照2倍EDTA濃度補加Mg2+。
Q. 產品的用量是多少？
A：需要根據重懸菌體所需裂解液的體積來確定需要酶的量。若普通蛋白純化，則需要濃度為25 U/mL；核蛋白則需要100 U/mL；病毒表達蛋白純化需要濃度為12.5 U/mL；疫苗產品需要量為0.9-1.1 U/mL。
Q. 產品的穩定性如何，如果不小心在室溫放置幾天后，酶活性會受到怎樣的影響？
A：室溫2-3天，對活力影響不大。
Q. 核酸酶能在尿素環境消化核酸嗎？
A：核酸酶在尿素濃度為6 M時活性先增加，隨著時間延長活性又有降低；在尿素為7 M時，核酸酶15分鐘后出現變性并失活。但是在酶失活前多數核酸已經降解了。可通過提高核酸酶使用濃度補償7 M尿素的影響。
8. 價格對比
Yeasen致力于為您提供的產品。
圖4 Yeasen核酸酶價格優勢（25 KU規格）
9. 訂購信息
產品 | 貨號 | 規格 | 價格（元） |
Benzonase Nuclease 核酸酶 | 20125ES25 | 25 KU | 418.00 |
Benzonase Nuclease 核酸酶 | 20125ES50 | 50 KU | 768.00 |
Benzonase Nuclease 核酸酶 | 20125ES60 | 100 KU | 1398.00 |
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