Ligasintroduktion

i biokemi, ligas, även kallad syntetas, är ett enzym som katalyserar sammanfogningen av två stora molekyler genom bildandet av en ny kemisk bindning, såsom C-O, C-s, c-n, eller sammanbindningen av två föreningar, vanligtvis åtföljd av hydrolysen av en liten bifogad kemisk grupp till en av de större molekylerna., Detta förfarande assimilerar vanligtvis den nödvändiga energin från klyvningen av en energirik fosfatbindning, innebär bevarande av kemisk energi och erbjuder en koppling mellan energikrävande syntetiska processer och energibärande nedbrytningsreaktioner. I de flesta fall fungerar samtidig omvandling av ATP till adenosin ADP som en energikälla., Den ligaskatalyserade reaktionen har en allmän formulering enligt följande:

nomenklatur

de vanliga namnen på ligaser innehåller ofta ordet ”ligas”, som DNA-ligas, ett ofta använt enzym i molekylär biolaboratorisk för att länka DNA-fragment tillsammans. Syntetas är ett annat vanligt förekommande namn för ligaser eftersom de appliceras i syntesen av nya molekyler. Synthetaser skiljer sig ibland från syntaser och behandlas ibland som synonym av syntaser., Ur definitionens synvinkel används nukleosidtrifosfater som ATP, GTP, CTP, TTP och UTP av syntetaser för att producera energi, medan syntaser inte använder nukleosidtrifosfater. Ett syntas är också erkänt som ett lyas som katalyserar klyvningen av olika kemiska bindningar genom medel exklusive hydrolys och oxidation utan efterfrågan på någon energi, medan en syntetas är en ligas som förenar två kemikalier eller föreningar med krav på energi., Den Gemensamma Kommissionen för biokemisk nomenklatur (JCBN) har dikterat att syntas kan representera något enzym som katalyserar syntesen, medan syntetas måste användas synonymt.

klassificering

i EG-nummerklassificeringssystemet klassificeras ligaser som EC 6 och kan vidare klassificeras i sex underklasser.

applikationer av flera vanliga ligaser

DNA-ligas är en specifik typ av enzym som främjar sammanfogningen av DNA-strängar genom att katalysera bildandet av en fosfodiesterbindning mellan fosfat och deoxyribos. DNA-ligas är aktivt under replikation, reparation och rekombination av DNA., Det används i stor utsträckning vid reparation av enstaka raster i duplex DNA av levande organismer med hjälp av den kompletterande strängen av dubbel helix som en mall, medan vissa former kan specifikt laga dubbelsträngade skador. I molekylärbiologiska laboratorier används renat DNA-ligas i stor utsträckning vid genkloning för att ansluta DNA-molekyler tillsammans för att bilda rekombinant DNA. En annan innovativ tillämpning av DNA-ligas kan ses i nano Kemi fält, särskilt i DNA origami., DNA-ligas kan erbjuda enzymatisk hjälp som är nödvändig för att konstruera DNA-gitterstruktur från DNA över hänger, vilket ytterligare monterar nanoskala föremål, som nanomachiner, nanoelektroniska, biomolekyler och fotonisk komponent.

som ett annat typiskt exempel på ligas kan T4 rna-ligas 1 katalysera den ATP-beroende kovalenta anslutningen av enkelsträngad 5 ’- fosforyl termini av RNA till enkelsträngad 3 ’ – hydroxyl termini av RNA., T4 rna-ligas 2 kännetecknas av kritiska signaturrester och en unik C-terminaldomän som är väsentlig för tätning av 3′-OH och 5′-fosforyl RNA-ändar och katalyserar också sammanfogningen av en 3′-hydroxyländ av RNA till ett 5’ – fosforylerat RNA. Till skillnad från T4 RNA-ligas 1 föredrar den dubbelsträngade substrat och ett pre-adenylerat substrat krävs vid ligering av en stympad form av T4 RNA-ligas 2. T4 rna-ligaset kan märka RNA 3 ’- end med cytidin 3’, 5 ’ – bis-fosfat, inducera circularisering av syntetiska oligonukleotider och platsspecifikt generera kompositprimrar för PCR., Specifika modifieringar av tRNAs kan också åstadkommas med hjälp av T4 RNA-ligas, vilket också katalyserade ligationen av oligodeoxiribonukleotid till enkelsträngade cDNAs för 5 ’ – ras.

ubiquitinligas, även kallat en E3 ubiquitinligas, är ett enzym som existerar som en enda polypeptid eller ett multimeriskt komplex. E3 ubiquitinligas kan arbeta tillsammans med ubiquitinaktiverande enzym E1 och ubiquitinkonjugerande enzym E2 som har laddats med ubiquitin, för att påskynda ubiquitinationen av olika proteinsubstrat för målinriktad nedbrytning av proteasom., Ubiquitin är slutligen fäst vid en lysin på substratproteinet, även om en isopeptidbindning och E3-ligaser kan interagera med både målproteinet och E2-enzymet, vilket ger substratspecificitet till E2-enzymet. Ubiquitination av E3 ubiqutin ligaser spelar också en viktig roll vid reglering av många biologiska processer, såsom cellhandel, DNA-reparation och signalering. Det är av stor betydelse i cellbiologi. E3 ligaser upptar också en position i cellcykelkontrollen och nedbrytningen av cykliner., Det mänskliga genomet kodar för mer än 600 putativa E3-ligaser, vilket resulterar i enorm mångfald i substrat, medan E3S kan bestämma specificiteten hos proteinsubstrat. Ny forskning har visat att många E3s har varit inblandade i mänskliga sjukdomar och de är en klass av attraktiva ”drogbara” mål för läkemedelsinsatser.

utvalda produkter

ligaser