DNA連接酶

DNA連接酶（DNA ligase）是一種促進DNA鏈段之間形成磷酸二酯鍵的酶，參與DNA修復、複製與重組過程。它在細胞內的作用是在DNA斷裂或缺口處連接相鄰的核苷酸，確保DNA分子的完整性。 不同生物中的DNA連接酶可分為ATP依賴型和NAD⁺依賴型兩大類，前者如T4 DNA連接酶，常用於實驗室基因克隆；後者如細菌的LigA，負責細胞內的DNA修復。它們在分子生物學實驗中也廣泛用於測序、基因工程等技術。 在ATP依賴型酶中，ATP分子提供能量以活化酶的活性位點，使其與DNA的5'端磷酸基團形成中間體，隨後與3'端羥基反應完成連接。而在NAD⁺依賴型酶中，NAD⁺作為輔酶參與類似過度的腺苷酸化反應。這兩類酶在結構上均具有一個保守的「腺苷酸轉移酶」結構域，能夠識別並結合DNA末端。實驗室中，常用T4 DNA連接酶在4°C低溫條件下進行長時間連接，以提升大片段DNA的連接效率；亦可於PCR產物後直接加入連接酶，以構建重組質體。