DNA-ligase

DNA ligase er en bestemt type enzym, der går ind under kategorien ligaser.
DNA ligaser står blandt andet for at danne kovalante bindinger mellem fx to DNA-strenge.
Dannelsen af kovalente bindinger kræver energi - ligaser der katalyserer denne proces har altså brug for at få energi tilført - Dette opnås ved at ligaser samtidig med at de danner bindingen spalter fx ATP, der har nogle meget energiholdige bindinger. Energien overføres således fra den ene delproces til den anden.

Der findes fire forskellige DNA-ligaser, der er navngivet DNA ligase I-IV.
De forskellige DNA-ligase enzymer varetager lidt forskellige opgaver og har en variation i virkeområde.
Men helt overordnet set, så står DNA-ligaserne for udførelsen af følgende opgaver:
Sammenkoble Okazaki fragmenter.
Reparerer nukleotidbindinger.
Danne nye nukleotidbindinger.

PH-AFHÆNGIGHED
Da DNA-ligase ligesom de fleste andre enzymer er opbygget af protein, så er enzymets funktion sårbart overfor forskellige faktorer, der kan påvirke proteiner.
Som to vigtige faktorer kan nævnes pH og temperatur.

Det er sådan, at pH og temperatur kan påvirke enzymaktiviteten i både positiv og negativ retning.
pH har betydning idet at ladningen (pH) i enzymets omgivelser kan påvirke de ladede aminosyrer i enzymets proteindel. Hvis pH er for surt eller for basisk, så fungerer enzymet ikke fordi det aktive center/bindingsstedets form er ændret for meget til at substratet kan bindes.
Da pH kan påvirke de ladede aminosyrer i proteindelen og derved ændre proteinets tertiære struktur, er det naturligt, at enzymet kun fungerer ved bestemte pH-værdier - da det kun er her at det aktive center har den rigtige form.
Den pH der tillader at enzymet har den optimale form og derfor kan fungere optimalt og med maksimal hastighed kaldes enzymets pH-optimum.

TEMPERATUR-AFHÆNGIGHED
Temperatur har også en stor betydning for enzymers funktion.
Ligesom ved pH har de forskellige enzymer også deres eget temperatur -optimum, som er den temperatur, hvor enzymet fungere bedst.

Hvis temperaturen bliver for høj brydes bindingerne imellem aminosyrerne i proteinet, og enzymet mister derfor dets form og derfor også dets funktion.
Ved kolde temperaturer er den intermolekylære energi ikke høj nok til at substraterne kan bindes til enzymernes aktive center, og funktionen er derfor nedsat.

ANDRE BETYDENDE FAKTORER
Ud over temperatur og pH, der under et kan betegnes som enzymets miljø, så har til stedeværelsen af forskellige stoffer, der fungerer som cofaktorer, hæmmere eller aktivatorer, også betydning for enzymets funktion.

Hvis der af forskellige årsager ikke er den nødvendige cofaktor til stede, så kan enzymet heller ikke fungerer. Da enzymets form og derved også formen af det aktive center ændres når cofaktoren bindes, så er enzymet også ufunktionelt, når der ikke er cofaktorer til stede.

Nogle enzymer har også brug for en aktivator for at kunne fungere. En aktivator fungere efter samme princip som cofaktoren - når stoffet bindes ændres enzymets form.
Hvis der ikke er aktivatorer ikke er til stede, så kan enzymet altså ikke fungere optimalt, og funktionen er derfor også stærk nedsat.

Enzymer kan også blive påvirket af stoffer, der fungere som hæmmere. Når et sådant stof bindes til enzymet ændrer dette form. Men denne gang ændres formen væk fra det optimale, og enzymets funktion bliver derfor hæmmet af stoffets tilstedeværelse. Andre hæmmere "optager" substratets plads, og derved hæmmes reaktionen.

KILDER

Bog: Bioteknologi -En basisbog af Peder K. Gasbjerg, Gunnar Søgaard Jensen, Annette Balle Sørensen.

Internet: Den Store Danske http://www.denstoredanske.dk/Natur_og_miljø/Biokemi_og_molekylærbiologi/Biokemi/ligaser

Af Ditte Thaysen, Andrea Brusgaard Jørgsensen, Rikke Behrens Krogh, Julie Marie Erlang