ligase

As ligases pertencem à classe 6 da EC e catalisam a formação de novas ligações químicas (C-C, C-N, C-O, C-S) entre duas moléculas, acopladas à hidrólise de uma ligação fosfato de alta energia (geralmente ATP). O exemplo clinicamente mais relevante para as provas é a DNA ligase, que sela o esqueleto fosfodiéster ao unir uma extremidade 3'-OH a uma extremidade 5'-fosfato.

Principais funções da DNA ligase: - Síntese da fita descontínua (lagging strand): une os fragmentos de Okazaki após a remoção do primer de RNA e o preenchimento da lacuna pela DNA polimerase I (em procariotos) ou por FEN1/Pol δ (em eucariotos) - Reparo do DNA: etapa final essencial no reparo por excisão de bases (BER), no reparo por excisão de nucleotídeos (NER) e no reparo de pareamento incorreto (MMR) - Tecnologia do DNA recombinante: a T4 DNA ligase é usada na clonagem molecular para unir fragmentos de DNA com extremidades coesivas complementares ou extremidades abruptas

A DNA ligase I eucariótica é a principal ligase na replicação e no BER de reparo longo (long-patch); a DNA ligase III atua com a XRCC1 no BER de reparo curto (short-patch) e no reparo de quebras de fita simples; a DNA ligase IV é fundamental para a junção de extremidades não homólogas (NHEJ) nas quebras de fita dupla, atuando com a XRCC4.

Significado clínico: mutações na DNA ligase IV causam a síndrome LIG4, um distúrbio autossômico recessivo raro que se assemelha a uma imunodeficiência combinada, com microcefalia, retardo de crescimento e radiossensibilidade, devido ao comprometimento da NHEJ, que afeta a recombinação V(D)J nos linfócitos.

Outras ligases incluem a RNA ligase (repara quebras no RNA, importante no splicing de tRNA) e as ubiquitina ligases (ligases E3), que são cruciais para marcar proteínas para degradação no proteassomo e estão desreguladas em vários cânceres.

Conexão de alto rendimento: compreender o mecanismo da DNA ligase ajuda a distingui-la da DNA polimerase (que estende fitas adicionando nucleotídeos) e da helicase (que desenrola o DNA); em conjunto, essas enzimas são frequentemente cobradas no contexto das vias de replicação e reparo do DNA.