DNA結合に関する構造的洞察：保存されたメカニズムから多様な足場まで

DNAリガーゼは、DNAの複製と修復に不可欠な機能を備えた多様な酵素です。ここでは、構造と分布の最近の進歩を確認し、これが彼らの生物学的役割と技術的可能性の理解にどのように貢献するかを議論します。DNA結合状態や反応中間体を含むさまざまな生物のDNAリガーゼの最近の高解像度結晶構造は、酵素メカニズムと基質相互作用についてかなりの洞察を提供しています。すべての細胞生物は少なくとも1つのDNAリガーゼを持っていますが、多くの種は複数の形態をコードしますが、その一部はモジュラー多機能酵素です。追加のDNA修飾酵素を伴う経路へのDNAリガーゼの関与に関する新しい実験的証拠は、生物学的機能の解明を可能にする非冗長修復プロセスへの参加を定義しています。ゲノムデータを介した豊富なDNAリガーゼ配列の同定と相まって、DNAリガーゼの構造的多様性と系統発生分布の評価の増加は、新しいバイオテクノロジーツールを明らかにし、細菌性病原体に新しい治療オプションを提供する可能性があります。

DNA ligases are diverse enzymes with essential functions in replication and repair of DNA; here we review recent advances in their structure and distribution and discuss how this contributes to understanding their biological roles and technological potential. Recent high-resolution crystal structures of DNA ligases from different organisms, including DNA-bound states and reaction intermediates, have provided considerable insight into their enzymatic mechanism and substrate interactions. All cellular organisms possess at least one DNA ligase, but many species encode multiple forms some of which are modular multifunctional enzymes. New experimental evidence for participation of DNA ligases in pathways with additional DNA modifying enzymes is defining their participation in non-redundant repair processes enabling elucidation of their biological functions. Coupled with identification of a wealth of DNA ligase sequences through genomic data, our increased appreciation of the structural diversity and phylogenetic distribution of DNA ligases has the potential to uncover new biotechnological tools and provide new treatment options for bacterial pathogens.