Лигазы

Лигаза (лат. ligāre — сшивать, соединять) — фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи — лигирование. При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.

Лигазы относятся к классу ферментов EC 6.

В молекулярной биологии лигазы подкласса 6.5 классифицируют на РНК-лигазы и ДНК-лигазы.

Классификация

КФ 6.1 включает лигазы, образующие связи между кислородом и углеродом
КФ 6.2 включает лигазы, образующие связи между серой и углеродом
КФ 6.3 включает лигазы, образующие связи между азотом и углеродом
КФ 6.4 включает лигазы, образующие связи между углеродом и углеродом
КФ 6.5 включает лигазы, образующие фосфодиэфирные связи
КФ 6.6 включает лигазы, образующие связи между азотом и металлами

ДНК-лигазы

ДНК-лигаза, осуществляющая репарацию ДНК

ДНК-лигазы — ферменты (EC 6.5.1.1), катализирующие ковалентное сшивание цепей ДНК в дуплексе при репликации, репарации и рекомбинации. Они образуют фосфодиэфирные мостики между 5'-фосфорильной и 3'-гидроксильной группами соседних дезоксинуклеотидов в местах разрыва ДНК или между двумя молекулами ДНК. Для образования этих мостиков лигазы используют энергию гидролиза пирофосфорильной связи АТФ. Один из самых распространённых коммерчески доступных ферментов — ДНК-лигаза бактериофага Т4.

ДНК-лигазы млекопитающих

У млекопитающих классифицируют три основных типа ДНК-лигаз.

ДНК-лигаза I лигирует фрагменты Оказаки в ходе репликации отстающей цепи ДНК и участвует в эксцизионной репарации^[1].
ДНК-лигаза III в комплексе с белком XRCC1 участвует в эксцизионной репарации и в рекомбинации.
ДНК-лигаза IV в комплексе с XRCC4 катализирует окончательный этап негомологичного соединения (non-homologous end joining - NHEJ) двунитевых разрывов ДНК. Также требуется для V(D)J рекомбинации генов иммуноглобулинов.

Ранее выделяли ещё один тип лигаз - ДНК-лигазу II, которая позднее была признана артефактом выделения белков, а именно продуктом протеолиза ДНК-лигазы III^[2].

Примечания

↑ Mortusewicz, O., Rothbauer, U., Cardoso, M. C., Leonhardt, H. Differential recruitment of DNA Ligase I and III to DNA repair sites. Nucleic acids research, 2006; 34(12), 3523-32. PMID 16855289
↑ Tomkinson, A. E., & Mackey, Z. B. Structure and function of mammalian DNA ligases. Mutation Research/DNA Repair; 1998; 407(1), 1-9. PMID 9539976

[1] Mortusewicz, O., Rothbauer, U., Cardoso, M. C., Leonhardt, H. Differential recruitment of DNA Ligase I and III to DNA repair sites. Nucleic acids research, 2006; 34(12), 3523-32. PMID 16855289

[2] Tomkinson, A. E., & Mackey, Z. B. Structure and function of mammalian DNA ligases. Mutation Research/DNA Repair; 1998; 407(1), 1-9. PMID 9539976

[1]

[2]