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引 言

在分子生物学的研究领域中，酶作为重要的生物催化剂，发挥着不可或缺的作用。其中，DNase I（脱氧核糖核酸酶I）作为一种能够消化单链或双链DNA的核酸内切酶，在核酸的研究、分析和操作中占据着关键地位。它就像一把精准的“分子剪刀”，能够特异性地切割DNA分子，为众多生物学实验提供了有力的工具。本文将深入探讨DNase I的来源、生产工艺、作用原理以及广泛用途。

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DNase I的来源

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动物来源

DNase I最初主要从牛胰腺中纯化得到。牛胰腺是RNase A的丰富来源，因此对于牛胰来源的DNase I去除RNase A的工艺非常关键；牛胰来源的DNase I的优势在于，来源广，能实现批量化生产，酶活高等优点；但是牛胰腺中可能含有其他杂质和污染物，增加了纯化的难度；另一方面，有些生物制品不能接受动物来源的DNase I，这时需要重组来源的DNase I来替换。

02重组来源

随着生物技术的发展，开始采用重组技术生产DNase I。目前，常见的重组表达系统包括酵母毕赤酵母和大肠杆菌（E. coli）菌株。这种生产方式可以降低污染RNase的水平。在重组大肠杆菌菌株中表达的DNase I，不含RNase，可用于各种RNA样品的处理，如RNA提取或反转录前去除基因组DNA，体外转录去除模板DNA等。重组技术的运用使得DNase I的生产更加高效、安全，并且能够更好地满足不同实验和应用的需求。但是重组技术生产DNase I既要实现高酶活，又要放大发酵工艺，确保低残留，这种工艺实现的难度较大，成本较高。

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DNase I的作用原理

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与底物的结合

DNase I首先通过静电相互作用与DNA双螺旋结构的磷酸骨架结合。

02水解反应

与DNA分子结合后，DNase I的活性中心结构域与DNA分子作用。使底物分子的磷酸二酯键断裂，生成相应的寡核苷酸片段。

03金属离子的作用

DNase I的活性依赖于钙离子（Ca²⁺），并能被镁离子（Mg²⁺）或二价锰离子（Mn²⁺）激活。

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DNase I的用途

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RNA纯化

在RNA提取过程中，常常会混入基因组DNA，这些DNA会对后续的实验结果产生干扰。例如，在进行mRNA表达量分析、转录组分析、RT—qPCR等下游实验时，DNA的存在会导致实验结果不准确。DNase I可以有效地去除RNA样品中的DNA污染，提高RNA的纯度。在提取RNA时，可以在裂解细胞后加入适量的DNase I，并在适宜的条件（37℃、pH=7—8）下进行孵育一段时间，DNase I将会发挥作用，特异性降解DNA分子，再进行后续的RNA提纯处理。该应用场景下，牛胰来源和重组来源都适用，牛胰来源的应用相对更广泛。

02体外转录

在体外转录实验中，常用T7、T3、SP6等RNA聚合酶进行RNA合成。然而，合成后的RNA可能会有DNA残留，若用于mRNA疫苗生产制作，则必须用DNase I去除模板DNA残留，且不能引入会引起免疫反应的杂质。例如，在制备mRNA疫苗时，需要确保RNA样品中不含有任何DNA污染，否则可能会影响疫苗的安全性和有效性。DNase I能够高效地去除模板DNA，保证RNA疫苗的质量。

03DNA研究

1. rRNAq去除，常应用于RNA建库测序
在酶法rRNAq去除实验步骤中，单链DNA探针和rRNA分子杂交结合；RNase H降解杂交的rRNA； DNase I降解DNA 探针；
2、DNase I足迹实验（DNase I footprinting），其原理是蛋白结合在DNA片段上，能保护结合部位不被DNase I破坏，DNA分子经酶切作用后遗留下该片段（即“足迹”)，进而可以确定其序列。
3. 缺口平移（nick translation）；该方法是DNase I与E.coli DNA Polymerase I的联合作用实现的。
4. 细胞凋亡TUNEL检测。

翌圣生物从牛胰腺中制备高纯度的DNase I，含有极低水平的核糖核酸酶和蛋白酶活性。我们提供不同的分装规格，以便客户在不同的应用场景下使用。牛胰来源DNase I适用以下应用场景：

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RNA提取中去除不需要的DNA；

在RT-PCR之前从RNA制剂中去除基因组DNA；

DNA研究的相关应用。

翌圣生物在酶的定向进化和纯化工艺上积累了丰富的经验，我们提供重组来源DNase I。在重组大肠杆菌菌株中表达的DNase I，不含RNase。重组DNase I适用于以下应用场景：

RNA提取中去除不需要的DNA；

在RT-PCR之前从RNA制剂中去除基因组DNA；

在生物制药和生物加工过程中去除DNA。

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DNA研究的相关应用。

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DNaseI选择指南