DNA連接酶

DNA連接酶
DNA Repair.jpg
DNA連接酶正在修复染色体损伤
识别码
EC编号6.5.1.1
CAS号9015-85-4
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PDBRCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
基因本体AmiGO / EGO
連接酶I,DNA,ATP依赖型
DNA Ligase.jpg
識別
符號LIG1
Entrez3978
HUGO6598
OMIM126391
RefSeqNM_000234
UniProtP18858
其他資料
基因座[1]
連接酶III,DNA,ATP依赖型
識別
符號LIG3
Entrez3980
HUGO6600
OMIM600940
RefSeqNM_002311
UniProtP49916
其他資料
基因座q11.2-q12
連接酶IV,DNA,ATP依赖型
識別
符號LIG4
Entrez3981
HUGO6601
OMIM601837
RefSeqNM_002312
UniProtP49917
其他資料
基因座q33-q34

DNA連接酶6.5.1.1),也称DNA黏合酶,在分子生物學中扮演一個既特殊又關鍵的角色,那就是把兩條DNA黏合成一條。無論是雙股或是單股DNA的黏合,DNA連接酶都可以藉由形成磷酸雙脂鍵將DNA在3'端的尾端與5'端的前端連在一起。雖然在細胞內也有其他的蛋白質,例如像是DNA聚合酶在其中一股DNA為模板的情況下,將另一邊的DNA單股斷裂端,透過聚合反應的過程形成磷酸雙脂鍵來黏合DNA。但是DNA聚合酶的黏合過程卻只是聚合反應一個附帶的功能而已,真正在細胞內扮演DNA黏合反應的工作還是以DNA連接酶為主。

顧名思義,DNA連接酶的功能便是在黏合斷裂的DNA,而細胞內只有DNA複製DNA修復的反應牽涉到DNA斷裂的合成,因此DNA連接酶就是在上述的兩個機制扮演重要的角色。除了細胞內的黏合反應,隨著分子生物學的進展,幾乎大多數的分子生物實驗室都會利用DNA連接酶來進行重組DNA的實驗,或許這也可以被規類為其另一著重要的功能。

黏合反應的進行

關於DNA連接酶的化學反應過程,首先是一條DNA的3'端要先修飾成羥基(OH-),而另一條的5'端則是必須帶有磷酸,藉由DNA連接酶的作用促進磷酸雙脂鍵共價鍵,同時核苷酸序列以嘌呤嘧啶兩兩對應的方式完成配對,這樣才算完成反應。

用下面這張圖解來說明或許可以更清楚的說明反應過程:以黏性末端為例

DNA before ligase.PNG

反應後

DNA after ligase.PNG

DNA連接酶也可以處理鈍端,即就算沒有嘌呤嘧啶配對的鹼基對,也是可以進行上述的反應。

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