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DNA連接酶

DNA連接酶EC 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。

DNA連接酶
DNA連接酶正在修复染色体损伤
识别码
EC編號 6.5.1.1
CAS号 9015-85-4
数据库
IntEnz IntEnz浏览
BRENDA英语BRENDA BRENDA入口
ExPASy英语ExPASy NiceZyme浏览
KEGG KEGG入口
MetaCyc英语MetaCyc 代谢路径
PRIAM英语PRIAM_enzyme-specific_profiles 概述
PDB RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
基因本体 AmiGO / EGO
連接酶I,DNA,ATP依赖型
識別
符號 LIG1
Entrez 3978
HUGO 6598
OMIM 126391
RefSeq NM_000234
UniProt P18858
其他資料
基因座 19 [1]
連接酶III,DNA,ATP依赖型
識別
符號 LIG3
Entrez 3980
HUGO 6600
OMIM 600940
RefSeq NM_002311
UniProt P49916
其他資料
基因座 17 q11.2-q12
連接酶IV,DNA,ATP依赖型
識別
符號 LIG4
Entrez 3981
HUGO 6601
OMIM 601837
RefSeq NM_002312
UniProt P49917
其他資料
基因座 13 q33-q34

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,或許這也可以被歸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

 

反應後

 

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。

哺乳動物的連接酶種類

哺乳類細胞,至少有四種黏合酶被發現與命名:

  • I型連接酶:為最主要的DNA連接酶,作用為連接DNA複製過程中產生的岡崎片段,且在DNA重組修復也都是需要依靠I型連接酶的功能。
  • II型連接酶:II型連接酶當初是在小牛胸腺與胎牛肝臟中純化出來的,不過後來被證實只是III型經過蛋白酶切過的片段。
  • III型連接酶:III型連接酶與XRCC1蛋白形成複合體,主要作用在鹼基切除修復的黏合反應。
  • IV型連接酶:IV型連接酶與XRCC4蛋白形成複合體;III型與IV型都參與修復DNA的黏合過程,並一起參與非同源性末端接合的最後一個反應。

DNA連接酶在分子生物學上的應用

前面提到,隨著分子生物學的進展,DNA黏合酶對於研究人員的貢獻也越來越顯得重要,尤其是在進行重組DNA實驗時更是不可或缺[1]。比如說,科學家需要表現某個抗藥基因,首先就事先利用限制酶將這一段基因的兩端修飾成可黏合的末端,另外透過同樣的限制酶將準備用來承接表現一段基因質體修飾成可與該段基因進行黏合的兩端,這時候透過T4噬菌體所攜帶的DNA連接酶(T4 DNA ligase)將抗藥基因與質體黏合在一起,這整個操作的過程就稱作DNA重組,而在這裡所使用的T4噬菌體DNA連接酶則是最廣為使用的DNA連接酶。

參考資料

  1. ^ DNA連接酶. 来邦网. [2010-01-24]. (原始内容于2019-09-24). 

參見

外部連結

  • Structure and function of mammalian DNA ligases. Mutation Research 407, 1-9 (1998)
  • [2](页面存档备份,存于互联网档案馆

dna連接酶, 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, 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為主, 正在修复染色体损伤命名. DNA連接酶 EC 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 DNA連接酶DNA連接酶正在修复染色体损伤命名系统命名缩写识别码EC編號 6 5 1 1CAS号 9015 85 4数据库IntEnz IntEnz浏览BRENDA 英语 BRENDA BRENDA入口ExPASy 英语 ExPASy NiceZyme浏览KEGG KEGG入口MetaCyc 英语 MetaCyc 代谢路径PRIAM 英语 PRIAM enzyme specific profiles 概述PDB RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum基因本体 AmiGO EGO搜索PMC 相关文献PubMed 相关文献連接酶I DNA ATP依赖型識別符號 LIG1Entrez 3978HUGO 6598OMIM 126391RefSeq NM 000234UniProt P18858其他資料基因座 19 1 連接酶III DNA ATP依赖型識別符號 LIG3Entrez 3980HUGO 6600OMIM 600940RefSeq NM 002311UniProt P49916其他資料基因座 17 q11 2 q12連接酶IV DNA ATP依赖型識別符號 LIG4Entrez 3981HUGO 6601OMIM 601837RefSeq NM 002312UniProt P49917其他資料基因座 13 q33 q34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複製與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 或許這也可以被歸類為其另一著重要的功能 目录 1 黏合反應的進行 2 哺乳動物的連接酶種類 3 DNA連接酶在分子生物學上的應用 4 參考資料 5 參見 6 外部連結黏合反應的進行 编辑關於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的共價鍵 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 反應後 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 哺乳動物的連接酶種類 编辑在哺乳類細胞 至少有四種黏合酶被發現與命名 I型連接酶 為最主要的DNA連接酶 作用為連接DNA複製過程中產生的岡崎片段 且在DNA重組 修復也都是需要依靠I型連接酶的功能 II型連接酶 II型連接酶當初是在小牛胸腺與胎牛肝臟中純化出來的 不過後來被證實只是III型經過蛋白酶切過的片段 III型連接酶 III型連接酶與XRCC1蛋白形成複合體 主要作用在鹼基切除修復的黏合反應 IV型連接酶 IV型連接酶與XRCC4蛋白形成複合體 III型與IV型都參與修復DNA的黏合過程 並一起參與非同源性末端接合的最後一個反應 DNA連接酶在分子生物學上的應用 编辑前面提到 隨著分子生物學的進展 DNA黏合酶對於研究人員的貢獻也越來越顯得重要 尤其是在進行重組DNA實驗時更是不可或缺 1 比如說 科學家需要表現某個抗藥基因 首先就事先利用限制酶將這一段基因的兩端修飾成可黏合的末端 另外透過同樣的限制酶將準備用來承接表現一段基因的質體修飾成可與該段基因進行黏合的兩端 這時候透過T4噬菌體所攜帶的DNA連接酶 T4 DNA ligase 將抗藥基因與質體黏合在一起 這整個操作的過程就稱作DNA重組 而在這裡所使用的T4噬菌體DNA連接酶則是最廣為使用的DNA連接酶 參考資料 编辑 DNA連接酶 来邦网 2010 01 24 原始内容存档于2019 09 24 參見 编辑DNA複製 DNA修復 DNA聚合酶 基因 限制酶 DNA重組外部連結 编辑Structure and function of mammalian DNA ligases Mutation Research 407 1 9 1998 2 页面存档备份 存于互联网档案馆 DNA Ligase PDB molecule of the month Davidson College General Information on Ligase 取自 https zh wikipedia org w index php title DNA連接酶 amp oldid 69183919, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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