Wprowadzenie ligazy

w biochemii ligaza, zwana również syntetazą, jest enzymem katalizującym połączenie dwóch dużych cząsteczek poprzez tworzenie nowych wiązań chemicznych, takich jak C-O, C-S, C-N lub łączenie ze sobą dwóch związków, zwykle towarzyszy hydrolizie małej dołączonej grupy chemicznej do jednej z większych cząsteczek., Procedura ta zwykle asymiluje potrzebną energię z rozszczepienia wiązania fosforanowego o bogatej energii, obejmuje zachowanie energii chemicznej i oferuje powiązanie między procesami syntetycznymi wymagającymi energii a reakcjami rozpadu produkującymi energię. W większości przypadków jednoczesna konwersja ATP do adenozyny ADP funkcjonuje jako źródło energii., Reakcja katalizowana ligazą ma ogólny skład w następujący sposób:

Nomenklatura

popularne nazwy ligaz często zawierają słowo „ligaza”, podobnie jak ligaza DNA, często używany enzym w biolaboratoriach molekularnych do łączenia fragmentów DNA. Syntetaza to inna powszechnie przyjęta nazwa ligaz, ponieważ są one stosowane w syntezie nowych cząsteczek. Syntetazy czasami są odróżniane od syntaz i czasami traktowane jako synonim syntaz., Z punktu widzenia definicji, trójfosforany nukleozydów, takie jak ATP, GTP, CTP, TTP i UTP, są wykorzystywane przez syntetazy do produkcji energii, podczas gdy syntazy nie wykorzystują trójfosforanów nukleozydów. Syntaza jest również uznawana za liazę, która katalizuje rozszczepienie różnych wiązań chemicznych za pomocą środków wykluczających hydrolizę i utlenianie bez zapotrzebowania na energię, podczas gdy syntetaza jest ligazą łączącą dwa związki chemiczne lub związki o zapotrzebowaniu na energię., Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN) nakazała, że syntaza może reprezentować każdy enzym katalizujący syntezę, podczas gdy syntetaza musi być używana synonimicznie.

Klasyfikacja

w systemie klasyfikacji numerów WE ligazy są klasyfikowane jako EC 6 i mogą być dalej klasyfikowane do sześciu podklas.

zastosowania kilku popularnych Ligaz

ligaza DNA jest specyficznym rodzajem enzymu, który promuje łączenie nici DNA ze sobą poprzez katalizowanie tworzenia fosfodiestru.wiązanie między fosforanem a deoksyrybozą. Ligaza DNA jest aktywna podczas procesu replikacji, naprawy i rekombinacji DNA., Jest on powszechnie stosowany w naprawie jednoniciowych przerw w dwuniciowym DNA organizmów żywych przy użyciu komplementarnej nici podwójnej helisy jako szablonu, podczas gdy niektóre formy mogą naprawiać uszkodzenia dwuniciowe. W laboratoriach biologii molekularnej oczyszczona ligaza DNA jest szeroko stosowana w klonowaniu genów w celu połączenia cząsteczek DNA w celu utworzenia rekombinowanego DNA. Inne innowacyjne zastosowanie ligazy DNA można zobaczyć w dziedzinie nanochemii, szczególnie w origami DNA., Ligaza DNA może oferować enzymatyczną pomoc, która jest niezbędna do konstruowania struktury sieci DNA z DNA nad zawieszeniem, a tym samym dalszego montażu nanoskali obiektów, takich jak nanomachines, nanoelektroniczne, biomolecules i Photonic component.

jako kolejny typowy przykład ligazy, ligaza RNA T4 1 jest zdolna do katalizowania zależnego od ATP kowalencyjnego łączenia jednoniciowego 5 '- fosforylowego końca RNA z jednoniciowym 3 ' – hydroksylowym końcem RNA., Ligaza RNA T4 2 wyróżnia się krytycznymi resztami sygnaturowymi i unikalną domeną C-terminalną, która jest niezbędna do uszczelnienia końców 3 '- OH i 5′-fosforylowego RNA, a także katalizuje połączenie 3′-hydroksylowego końca RNA z 5 ' – fosforylowanym RNA. W przeciwieństwie do ligazy T4 RNA 1 preferuje dwuniciowe substraty, a przed adenylowany substrat jest wymagany w ligacji przez okrojoną formę ligazy T4 RNA 2. Ligaza RNA T4 jest w stanie oznaczać RNA 3′-koniec fosforanem cytydyny 3′,5′-bis, indukować krążenie syntetycznych oligonukleotydów i site-specificly generować kompozytowe podkłady dla PCR., Specyficzne modyfikacje Trna mogą być również realizowane przy pomocy ligazy RNA T4, która również katalizowała ligację oligodeoksyrybonukleotydu do jednoniciowych cDNAs dla 5 ' – rasy.

ligaza Ubikwitynowa, zwana również ligazą ubikwitynową E3, jest enzymem występującym jako pojedynczy polipeptyd lub kompleks multimeryczny. Ligaza ubikwityny E3 może współpracować z enzymem aktywującym ubikwitynę E1 i enzymem sprzęgającym ubikwitynę E2, który został załadowany ubikwityną, w celu przyspieszenia ubikwitynacji różnych substratów białkowych w celu ukierunkowanej degradacji przez proteasom., Ubikwityna jest ostatecznie przyłączona do lizyny na białku substratu, chociaż Wiązanie izopeptydowe i ligazy E3 mogą wchodzić w interakcje zarówno z docelowym białkiem, jak i enzymem E2, nadając w ten sposób specyficzność substratu enzymowi E2. Ubikwitynacja przez ligazy ubiktynowe E3 odgrywa również istotną rolę w regulacji wielu procesów biologicznych, takich jak handel komórkami, naprawa DNA i sygnalizacja. Ma ogromne znaczenie w biologii komórki. Ligazy E3 zajmują również pozycję w kontroli cyklu komórkowego i degradacji cyklin., Ludzki genom koduje ponad 600 przypuszczalnych ligaz E3, co powoduje ogromną różnorodność substratów, podczas gdy E3s może określić specyficzność substratów białkowych. Ostatnie badania wykazały, że wiele E3 zostało zaangażowanych w choroby człowieka i są one klasą atrakcyjnych celów” leków ” do interwencji farmaceutycznej.

Polecane produkty

Ligasy