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US 10,865,441 B2Granted
Mutant Taq polymerase for faster amplification
AssigneeAbClonal Science, Inc.
InventorsZhenyu Zhu, Dapeng Sun
Life of this patent
Estimating the term…
Abstract
The invention includes a mutant Taq polymerase, which can significantly extend and amplify a target sequence where the extension conditions are time limited to as little as one second. The mutant Taq polymerase, or a biologically active fragment thereof, has one or more substitutions differing from the wild type as shown in Table I.
Claims26
A mutant Taq polymerase comprising:
- one or more of the following amino acid mutations shown in the following even-numbered sequences, and wherein the remainder of the mutant polymerase has at least 80% amino acid sequence identity with wild type Taq polymerase, as shown in SEQ ID NO:
- 4 but wherein wild type Taq polymerase does not include the 6-membered histidine tag at its C-terminus and the six immediately preceding Glycine and Serine amino acids shown in SEQ ID NO:
- 4:
- G32P (SEQ ID NOS:
- 402-403),
- T34I (SEQ ID NOS:
- 408-409),
- E39K/E230K (SEQ ID NOS:
- 28-29), E39K/D320R (SEQ ID NOS:
- 30-31), E39K/E507K (SEQ ID NOS:
- 32-33), E39K/E520K (SEQ ID NOS:
- 34-35), E39K/E537K (SEQ ID NOS:
- 36-37), E39K/D578R (SEQ ID NOS:
- 38-39), E39K/D732R (SEQ ID NOS:
- 40-41), E39K/E742K (SEQ ID NOS:
- 42-43), E39K/E189K (SEQ ID NOS:
- 44-45),
- Q42R (SEQ ID NOS:
- 406-407),
- E101K (SEQ ID NOS:
- 46-47),
- V103S (SEQ ID NOS:
- 410-411),
- Y116A (SEQ ID NOS:
- 412-413),
- E117K (SEQ ID NOS:
- 48-49),
- E130K (SEQ ID NOS:
- 50-51),
- D144R (SEQ ID NOS:
- 6-7),
- E159K (SEQ ID NOS:
- 56-57),
- I163S (SEQ ID NOS:
- 404-405),
- E189C (SEQ ID NOS:
- 58-59), E189D (SEQ ID NOS:
- 60-61), E189K/E507K (SEQ ID NOS:
- 66-67), E189K/E537K (SEQ ID NOS:
- 68-69), E189K/D578R (SEQ ID NOS:
- 70-71), E189K/D732R (SEQ ID NOS:
- 72-73), E189K/E742K (SEQ ID NOS:
- 74-75),
- E189K/E230K/E537K (SEQ ID NOS:
- 76-77), E189K/E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 78-79), E189K/E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 80-81), E189K/E230K/E520K (SEQ ID NOS:
- 84-85), E189K/E230K/D578R (SEQ ID NOS:
- 86-87), E189K/E507K/D578R (SEQ ID NOS:
- 88-89), E189K/E230K/D732R (SEQ ID NOS:
- 90-91), E189K/E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 92-93), E189K/E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 94-95), E189K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 96-97), E189K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 98-99), E189K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 100-101),
- E189L (SEQ ID NOS:
- 102-103), E189M (SEQ ID NOS:
- 104-105), E189P (SEQ ID NOS:
- 106-107), E189Q (SEQ ID NOS:
- 108-109), E189R (SEQ ID NOS:
- 110-111), E189T (SEQ ID NOS:
- 112-113), E189W (SEQ ID NOS:
- 114-115),
- E201K (SEQ ID NOS:
- 116-117),
- E230C (SEQ ID NOS:
- 122-123), E230F (SEQ ID NOS:
- 124-125), E230H (SEQ ID NOS:
- 126-127),
- E230K/E520K (SEQ ID NOS:
- 132-133), E230K/E537K (SEQ ID NOS:
- 134-135), E230K/D578R (SEQ ID NOS:
- 136-137), E230K/D732R (SEQ ID NOS:
- 138-139), E230K/E742K (SEQ ID NOS:
- 140-141),
- E230K/E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 142-143), E230K/E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 144-145), E230K/E520K/D578R (SEQ ID NOS:
- 146-147), E230K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 148-149), E230K/E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 150-151), E230K/E507K/E742K (SEQ ID NOS:
- 152-153), E230K/E520K/E742K (SEQ ID NOS:
- 154-155), E230K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 156-157), E230K/D578R/E742K (SEQ ID NOS:
- 158-159), E230K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 160-161),
- E230M (SEQ ID NOS:
- 162-163), E230N (SEQ ID NOS:
- 164-165), E230P (SEQ ID NOS:
- 166-167), E230Q (SEQ ID NOS:
- 168-169), E230R (SEQ ID NOS:
- 170-171), E230S (SEQ ID NOS:
- 172-173), E230T (SEQ ID NOS:
- 174-175), E230V (SEQ ID NOS:
- 176-177), E230W (SEQ ID NOS:
- 178-179), E230Y (SEQ ID NOS:
- 180-181),
- D320R (SEQ ID NOS:
- 184-185),
- L322S (SEQ ID NOS:
- 186-187),
- A323F (SEQ ID NOS:
- 188-189),
- R328D (SEQ ID NOS:
- 190-191),
- G330P (SEQ ID NOS:
- 192-193),
- R334D (SEQ ID NOS:
- 194-195),
- P336G (SEQ ID NOS:
- 196-197),
- E337K (SEQ ID NOS:
- 198-199),
- P338G (SEQ ID NOS:
- 200-201),
- Y339A (SEQ ID NOS:
- 202-203),
- D344R (SEQ ID NOS:
- 204-205),
- E347K (SEQ ID NOS:
- 206-207),
- A348F (SEQ ID NOS:
- 208-209),
- R349D (SEQ ID NOS:
- 210-211),
- L351S (SEQ ID NOS:
- 212-213),
- L361S (SEQ ID NOS:
- 214-215),
- L365S (SEQ ID NOS:
- 216-217),
- G366P (SEQ ID NOS:
- 218-219),
- P368G (SEQ ID NOS:
- 220-221),
- M374S (SEQ ID NOS:
- 222-223),
- L380S (SEQ ID NOS:
- 224-225),
- D381R (SEQ ID NOS:
- 226-227),
- P382G (SEQ ID NOS:
- 228-229),
- S383I (SEQ ID NOS:
- 230-231),
- N384R (SEQ ID NOS:
- 232-233),
- A391F (SEQ ID NOS:
- 234-235),
- A407F (SEQ ID NOS:
- 240-241),
- A414F (SEQ ID NOS:
- 242-243),
- E507Q (SEQ ID NOS:
- 270-271), E507R (SEQ ID NOS:
- 272-273), E507S (SEQ ID NOS:
- 274-275), E507T (SEQ ID NOS:
- 276-277), E507Y (SEQ ID NOS:
- 278-279),
- E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 246-247), E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 248-249), E507K/D578R (SEQ ID NOS:
- 250-251), E507K/D732R (SEQ ID NOS:
- 252-253), E507K/E742K (SEQ ID NOS:
- 254-255),
- E507K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 256-257), E507K/D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 258-259), E507K/E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 260-261), E507K/E520K/D578R (SEQ ID NOS:
- 262-263), E507K/E520K/E742K (SEQ ID NOS:
- 264-265), E507K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 266-267), E507K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 268-269),
- E520V (SEQ ID NOS:
- 282-283),
- E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 284-285), E520K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 300-301),
- E537A (SEQ ID NOS:
- 286-287), E537F (SEQ ID NOS:
- 288-289), E537I (SEQ ID NOS:
- 290-291), E537K (SEQ ID NOS:
- 292-293),
- E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 294-295), E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 296-297),
- E537K/D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 298-299),
- E537R (SEQ ID NOS:
- 302-303), E537Y (SEQ ID NOS:
- 304-305),
- L541S (SEQ ID NOS:
- 306-307),
- N565R (SEQ ID NOS:
- 308-309),
- T569A (SEQ ID NOS:
- 310-311),
- A570F (SEQ ID NOS:
- 312-313),
- S575I (SEQ ID NOS:
- 314-315),
- S577I (SEQ ID NOS:
- 316-317),
- D578F (SEQ ID NOS:
- 318-319), D578H (SEQ ID NOS:
- 320-321), D578R (SEQ ID NOS:
- 322-323), D578S (SEQ ID NOS:
- 8-9),
- D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 324-325), D578R/E742K (SEQ ID NOS:
- 326-327),
- D578V (SEQ ID NOS:
- 328-329),
- I584S (SEQ ID NOS:
- 330-331),
- N627R (SEQ ID NOS:
- 334-335),
- V631S (SEQ ID NOS:
- 336-337),
- H639E (SEQ ID NOS:
- 338-339),
- W645A (SEQ ID NOS:
- 340-341),
- A675F (SEQ ID NOS:
- 344-345),
- S699I (SEQ ID NOS:
- 350-351),
- D732A (SEQ ID NOS:
- 354-355), D732C (SEQ ID NOS:
- 10-11), D732H (SEQ ID NOS:
- 14-15), D732K (SEQ ID NOS:
- 356-357), D732M (SEQ ID NOS:
- 358-359), D732P (SEQ ID NOS:
- 18-19), D732Q (SEQ ID NOS:
- 20-21), D732S (SEQ ID NOS:
- 22-23), D732T (SEQ ID NOS:
- 24-25), D732V (SEQ ID NOS:
- 364-365), D732Y (SEQ ID NOS:
- 366-367),
- D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 362-363),
- E742D (SEQ ID NOS:
- 370-371), E742F (SEQ ID NOS:
- 372-373), E742I (SEQ ID NOS:
- 376-377), E742M (SEQ ID NOS:
- 380-381), E742N (SEQ ID NOS:
- 382-383), E742P (SEQ ID NOS:
- 384-385), E742T (SEQ ID NOS:
- 386-387), E742V (SEQ ID NOS:
- 388-389), E742Y (SEQ ID NOS:
- 390-391),
- E745K (SEQ ID NOS:
- 392-393),
- M751S (SEQ ID NOS:
- 394-395),
- R801D (SEQ ID NOS:
- 396-397),
- and
- E805K (SEQ ID NOS:
- 400-401).
258 more elements
A process of conducting PCR, comprising:
- adding to a PCR mixture including a target sequence and target sequence primers, a mutant Taq polymerase having one or more of the following amino acid mutations at the positions in the even-numbered sequences, and wherein the remainder of the mutant polymerase has at least 80% amino acid sequence identity with wild type Taq polymerase, as shown in SEQ ID NO:
- 4 but wherein wild type Taq polymerase does not include the 6-membered histidine tag at its C-terminus and the six immediately preceding Glycine and Serine amino acids shown in SEQ ID NO:
- 4:
- G32P (SEQ ID NOS:
- 402-403),
- T34I (SEQ ID NOS:
- 408-409),
- E39K/E230K (SEQ ID NOS:
- 28-29), E39K/D320R (SEQ ID NOS:
- 30-31), E39K/E507K (SEQ ID NOS:
- 32-33), E39K/E520K (SEQ ID NOS:
- 34-35), E39K/E537K (SEQ ID NOS:
- 36-37), E39K/D578R (SEQ ID NOS:
- 38-39), E39K/D732R (SEQ ID NOS:
- 40-41), E39K/E742K (SEQ ID NOS:
- 42-43), E39K/E189K (SEQ ID NOS:
- 44-45),
- Q42R (SEQ ID NOS:
- 406-407),
- E101K (SEQ ID NOS:
- 46-47),
- V103S (SEQ ID NOS:
- 410-411),
- Y116A (SEQ ID NOS:
- 412-413),
- E117K (SEQ ID NOS:
- 48-49),
- E130K (SEQ ID NOS:
- 50-51),
- D144R (SEQ ID NOS:
- 6-7),
- E159K (SEQ ID NOS:
- 56-57),
- I163S (SEQ ID NOS:
- 404-405),
- E189C (SEQ ID NOS:
- 58-59), E189D (SEQ ID NOS:
- 60-61), E189K (SEQ ID NOS:
- 62-63),
- E189K/E230K (SEQ ID NOS:
- 64-65), E189K/E507K (SEQ ID NOS:
- 66-67), E189K/E537K (SEQ ID NOS:
- 68-69), E189K/D578R (SEQ ID NOS:
- 70-71), E189K/D732R (SEQ ID NOS:
- 72-73), E189K/E742K (SEQ ID NOS:
- 74-75),
- E189K/E230K/E537K (SEQ ID NOS:
- 76-77), E189K/E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 78-79), E189K/E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 80-81), E189K/E230K/E520K (SEQ ID NOS:
- 84-85), E189K/E230K/D578R (SEQ ID NOS:
- 86-87), E189K/E507K/D578R (SEQ ID NOS:
- 88-89), E189K/E230K/D732R (SEQ ID NOS:
- 90-91), E189K/E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 92-93), E189K/E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 94-95), E189K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 96-97), E189K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 98-99), E189K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 100-101),
- E189L (SEQ ID NOS:
- 102-103), E189M (SEQ ID NOS:
- 104-105), E189P (SEQ ID NOS:
- 106-107), E189Q (SEQ ID NOS:
- 108-109), E189R (SEQ ID NOS:
- 110-111), E189T (SEQ ID NOS:
- 112-113), E189W (SEQ ID NOS:
- 114-115),
- E201K (SEQ ID NOS:
- 116-117),
- E230C (SEQ ID NOS:
- 122-123), E230F (SEQ ID NOS:
- 124-125), E230H (SEQ ID NOS:
- 126-127), E230K (SEQ ID NOS:
- 128-129),
- E230K/E520K (SEQ ID NOS:
- 132-133), E230K/E537K (SEQ ID NOS:
- 134-135), E230K/D578R (SEQ ID NOS:
- 136-137), E230K/D732R (SEQ ID NOS:
- 138-139), E230K/E742K (SEQ ID NOS:
- 140-141),
- E230K/E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 142-143), E230K/E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 144-145), E230K/E520K/D578R (SEQ ID NOS:
- 146-147), E230K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 148-149), E230K/E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 150-151), E230K/E507K/E742K (SEQ ID NOS:
- 152-153), E230K/E520K/E742K (SEQ ID NOS:
- 154-155), E230K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 156-157), E230K/D578R/E742K (SEQ ID NOS:
- 158-159), E230K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 160-161),
- E230M (SEQ ID NOS:
- 162-163), E230N (SEQ ID NOS:
- 164-165), E230P (SEQ ID NOS:
- 166-167), E230Q (SEQ ID NOS:
- 168-169), E230R (SEQ ID NOS:
- 170-171), E230S (SEQ ID NOS:
- 172-173), E230T (SEQ ID NOS:
- 174-175), E230V (SEQ ID NOS:
- 176-177), E230W (SEQ ID NOS:
- 178-179), E230Y (SEQ ID NOS:
- 180-181),
- D320R (SEQ ID NOS:
- 184-185),
- L322S (SEQ ID NOS:
- 186-187),
- A323F (SEQ ID NOS:
- 188-189),
- R328D (SEQ ID NOS:
- 190-191),
- G330P (SEQ ID NOS:
- 192-193),
- R334D (SEQ ID NOS:
- 194-195),
- P336G (SEQ ID NOS:
- 196-197),
- E337K (SEQ ID NOS:
- 198-199),
- P338G (SEQ ID NOS:
- 200-201),
- Y339A (SEQ ID NOS:
- 202-203),
- D344R (SEQ ID NOS:
- 204-205),
- E347K (SEQ ID NOS:
- 206-207),
- A348F (SEQ ID NOS:
- 208-209),
- R349D (SEQ ID NOS:
- 210-211),
- L351S (SEQ ID NOS:
- 212-213),
- L361S (SEQ ID NOS:
- 214-215),
- L365S (SEQ ID NOS:
- 216-217),
- G366P (SEQ ID NOS:
- 218-219),
- P368G (SEQ ID NOS:
- 220-221),
- M374S (SEQ ID NOS:
- 222-223),
- L380S (SEQ ID NOS:
- 224-225),
- D381R (SEQ ID NOS:
- 226-227),
- P382G (SEQ ID NOS:
- 228-229),
- S383I (SEQ ID NOS:
- 230-231),
- N384R (SEQ ID NOS:
- 232-233),
- A391F (SEQ ID NOS:
- 234-235),
- A407F (SEQ ID NOS:
- 240-241),
- A414F (SEQ ID NOS:
- 242-243),
- E507Q (SEQ ID NOS:
- 270-271), E507R (SEQ ID NOS:
- 272-273), E507S (SEQ ID NOS:
- 274-275), E507T (SEQ ID NOS:
- 276-277), E507Y (SEQ ID NOS:
- 278-279),
- E507K/E520K (SEQ ID NOS:
- 246-247), E507K/E537K (SEQ ID NOS:
- 248-249), E507K/D578R (SEQ ID NOS:
- 250-251), E507K/D732R (SEQ ID NOS:
- 252-253), E507K/E742K (SEQ ID NOS:
- 254-255),
- E507K/E537K/D578R (SEQ ID NOS:
- 256-257), E507K/D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 258-259), E507K/E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 260-261), E507K/E520K/D578R (SEQ ID NOS:
- 262-263), E507K/E520K/E742K (SEQ ID NOS:
- 264-265), E507K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 266-267), E507K/D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 268-269),
- E520V (SEQ ID NOS:
- 282-283),
- E520K/E537K (SEQ ID NOS:
- 284-285), E520K/E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 300-301),
- E537A (SEQ ID NOS:
- 286-287), E537F (SEQ ID NOS:
- 288-289), E537I (SEQ ID NOS:
- 290-291), E537K (SEQ ID NOS:
- 292-293),
- E537K/D732R (SEQ ID NOS:
- 294-295), E537K/E742K (SEQ ID NOS:
- 296-297),
- E537K/D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 298-299),
- E537R (SEQ ID NOS:
- 302-303), E537Y (SEQ ID NOS:
- 304-305),
- L541S (SEQ ID NOS:
- 306-307),
- N565R (SEQ ID NOS:
- 308-309),
- T569A (SEQ ID NOS:
- 310-311),
- A570F (SEQ ID NOS:
- 312-313),
- S575I (SEQ ID NOS:
- 314-315),
- S577I (SEQ ID NOS:
- 316-317),
- D578F (SEQ ID NOS:
- 318-319), D578H (SEQ ID NOS:
- 320-321), D578R (SEQ ID NOS:
- 322-323), D578S (SEQ ID NOS:
- 8-9),
- D578R/D732R (SEQ ID NOS:
- 324-325), D578R/E742K (SEQ ID NOS:
- 326-327),
- D578V (SEQ ID NOS:
- 328-329),
- I584S (SEQ ID NOS:
- 330-331),
- N627R (SEQ ID NOS:
- 334-335),
- V631S (SEQ ID NOS:
- 336-337),
- H639E (SEQ ID NOS:
- 338-339),
- W645A (SEQ ID NOS:
- 340-341),
- T664I (SEQ ID NOS:
- 342-343),
- A675F (SEQ ID NOS:
- 344-345),
- S699I (SEQ ID NOS:
- 350-351),
- D732A (SEQ ID NOS:
- 354-355), D732C (SEQ ID NOS:
- 10-11), D732H (SEQ ID NOS:
- 14-15), D732K (SEQ ID NOS:
- 356-357), D732M (SEQ ID NOS:
- 358-359), D732P (SEQ ID NOS:
- 18-19), D732Q (SEQ ID NOS:
- 20-21), D732S (SEQ ID NOS:
- 22-23), D732T (SEQ ID NOS:
- 24-25), D732V (SEQ ID NOS:
- 364-365), D732Y (SEQ ID NOS:
- 366-367),
- D732R/E742K (SEQ ID NOS:
- 362-363),
- E742D (SEQ ID NOS:
- 370-371), E742F (SEQ ID NOS:
- 372-373), E742I (SEQ ID NOS:
- 376-377), E742K (SEQ ID NOS:
- 378-379), E742M (SEQ ID NOS:
- 380-381), E742N (SEQ ID NOS:
- 382-383), E742P (SEQ ID NOS:
- 384-385), E742T (SEQ ID NOS:
- 386-387), E742V (SEQ ID NOS:
- 388-389), E742Y (SEQ ID NOS:
- 390-391),
- E745K (SEQ ID NOS:
- 392-393),
- M751S (SEQ ID NOS:
- 394-395),
- R801D (SEQ ID NOS:
- 396-397),
- and
- E805K (SEQ ID NOS:
- 400-401);
- and
- amplifying the target sequence by temperature cycling to cause annealing of the primers to the target sequence and wherein conditions for extension of the primers are limited to one second or less, followed by deannealing of the extended primers.
267 more elements
A process of conducting PCR comprising:
- adding to a PCR mixture including a target sequence and target sequence primers, a mutant Taq polymerase having one or more of the following amino acid mutations at the positions E39K (SEQ ID NOS:
- 26-27);
- K131E (SEQ ID NOS:
- 52-53);
- E132K (SEQ ID NOS:
- 54-55);
- E209K (SEQ ID NOS:
- 118-119);
- E230A (SEQ ID NOS:
- 120-121);
- E315K (SEQ ID NOS:
- 182-183);
- E397K (SEQ ID NOS:
- 236-237);
- E401K (SEQ ID NOS:
- 238-239);
- V518A (SEQ ID NOS:
- 280-281);
- E626K (SEQ ID NOS:
- 332-333);
- E694K (SEQ ID NOS:
- 346-347);
- Q698R (SEQ ID NOS:
- 348-349);
- E708K (SEQ ID NOS:
- 352-353);
- D732G (SEQ ID NOS:
- 12-13);
- D732N (SEQ ID NOS:
- 16-17);
- and K804E (SEQ ID NOS:
- 398-399), wherein the remainder of the mutant polymerase has at least 80% amino acid sequence identity with wild type Taq polymerase, as shown in SEQ ID NO:
- 4 but wherein wild type Taq polymerase does not include the 6-membered histidine tag at its C-terminus or the immediately preceding 6 amino acids:
- GSGSSG, as in SEQ ID NO:
- 4;
- amplifying the target sequence by temperature cycling to cause annealing of the primers to the target sequence and wherein conditions for extension of the primers are limited to one second or less, followed by deannealing of the extended primers.
33 more elements
Dependencies are inferred from the claim text.