# Ligasa

En bioquímica, una ligasa es una enzima que puede catalizar la unión (ligadura) de dos moléculas grandes formando un nuevo enlace químico. Esto es típicamente a través de la hidrólisis de un pequeño grupo químico colgante en una de las moléculas más grandes o la enzima que cataliza la unión de dos compuestos, por ejemplo, enzimas que catalizan la unión de CO, CS, CN, etc. En general, una ligasa cataliza la unión de dos compuestos. siguiente reacción:
Ab + C → A–C + b o algunas veces
Ab + cD → A–D + b + c + d + e + f donde las letras minúsculas pueden significar los pequeños grupos dependientes. La ligasa puede unir dos fragmentos complementarios de ácido nucleico y reparar roturas monocatenarias que surgen en el ADN bicatenario durante la replicación.

## Nomenclatura

El nombre común de las enzimas ligasa también incluyen la ADN ligasa, una enzima comúnmente utilizada en los laboratorios de biología molecular para unir fragmentos de ADN. Otros nombres comunes para las ligasas incluyen la "sintetasa", porque se utilizan para sintetizar nuevas moléculas.
La nomenclatura bioquímica a veces ha distinguido las sintetasas de las sintasas y, a veces, ha tratado las palabras como sinónimos. Según una definición, las sintasas no usan energía de los nucleósidos trifosfatos (como ATP, GTP, CTP, TTP y UTP), mientras que las sintetasas sí usan nucleósidos trifosfatos. También se dice que una sintasa es una liasa (una liasa es una enzima que cataliza la ruptura de varios enlaces químicos por medios distintos a la hidrólisis y la oxidación, a menudo formando un nuevo doble enlace o una nueva estructura de anillo) y no requiere energía, mientras que una sintetasa es una ligasa (una ligasa es una enzima que une dos sustancias químicas o compuestos) y, por lo tanto, requiere energía. sin embargo, la Comisión Conjunta de Nomenclatura Bioquímica (JCBN) dicta que "sintasa" se puede usar con cualquier enzima que catalice la síntesis (ya sea que use o no nucleósido trifosfato), mientras que "sintetasa" se debe usar como sinónimo.

### Categoría EC 6.1 (forma enlaces C-O)
#### EC 6.1.1 ligasas formadoras de Aminoacil-tARN o compuestos relacionados

    EC 6.1.1.1 tirosina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.2 triptófano—tARN ligasa
    EC 6.1.1.3 treonina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.4 leucina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.5 isoleucina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.6 lisina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.7 alanina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.8 eliminada
    EC 6.1.1.9 valina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.10 metionina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.11 serina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.12 aspartato—tARN ligasa
    EC 6.1.1.13 D-alanina-poli(fosforibitol) ligasa
    EC 6.1.1.14 glicina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.15 prolina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.16 cisteína—tARN ligasa
    EC 6.1.1.17 glutamato—tARN ligasa
    EC 6.1.1.18 glutamina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.19 arginina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.20 fenilalanina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.21 histidina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.22 asparagina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.23 aspartato—tARN$^{Asn}$ ligasa
    EC 6.1.1.24 glutamato—tARN$^{Gln}$ ligasa
    EC 6.1.1.25 eliminada
    EC 6.1.1.26 pirrolisina—tARN$^{Pyl}$ ligasa
    EC 6.1.1.27 O-fosfoserina—tARN ligasa
    EC 6.1.1.28 eliminada

#### EC 6.1.2 ácido—alcohol ligasas (ester sintasas)

    EC 6.1.2.1 D-alanina—(R)-lactato ligasa
    EC 6.1.2.2 nebramicina 5' sintasa

#### EC 6.1.3 ciclo-ligasas

    EC 6.1.3.1 olefina β-lactona sintetasa

### Categoría EC 6.2 (forma enlaces C-S)
#### EC 6.2.1 Ácido-tiol ligasas

    EC 6.2.1.1 acetato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.2 CoA ligasa de ácidos de cadena media
    EC 6.2.1.3 de cadena larga-graso-acid—CoA ligasa
    EC 6.2.1.4 succinato—CoA ligasa (GDP-formador)
    EC 6.2.1.5 succinato—CoA ligasa (ADP-formador)
    EC 6.2.1.6 glutarato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.7 colato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.8 oxalato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.9 malato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.10 ácido—CoA ligasa (GDP-formador)
    EC 6.2.1.11 biotina—CoA ligasa
    EC 6.2.1.12 4-cumarato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.13 acetato—CoA ligasa (ADP-formador)
    EC 6.2.1.14 6-carboxihexanoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.15 araquidonato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.16 acetoacetato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.17 propionato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.18 citrato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.19 proteína ligasa de ácidos grasos de cadena larga
    EC 6.2.1.20 [proteína acarreadora de acilos] ligasa de ácidos grasos de cadena larga
    EC 6.2.1.21 eliminada, transferida a EC 6.2.1.30
    EC 6.2.1.22 [citrato (pro-3S)-liasa] ligasa
    EC 6.2.1.23 dicarboxilate—CoA ligasa
    EC 6.2.1.24 fitanato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.25 benzoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.26 o-succinilbenzoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.27 4-hidroxibenzoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.28 3α,7α-dihidroxi-5β-colestanato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.29 eliminada, transferida a EC 6.2.1.7
    EC 6.2.1.30 fenilacetato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.31 2-furoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.32 antranilato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.33 4-clorobenzoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.34 trans-feruloil-CoA sintasa
    EC 6.2.1.35 acetato—[proteína acarreadora de acilos] ligasa
    EC 6.2.1.36 3-hidroxipropionil-CoA sintasa
    EC 6.2.1.37 3-hidroxibenzoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.38 (2,2,3-trimetil-5-oxociclopent-3-enil)acetil-CoA sintasa
    EC 6.2.1.39 [butirosina-proteína acarreadora de acilos]—L-glutamato ligasa
    EC 6.2.1.40 4-hidroxibutirato—CoA ligasa (formadora de AMP)
    EC 6.2.1.41 3-[(3aS,4S,7aS)-7a-metil-1,5-dioxo-octahidro-1H-inden-4-il]propanoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.42 3-oxocolest-4-en-26-oato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.43 2-hidroxi-7-metoxi-5-metil-1-naftoato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.44 3-(metiltio)propionil—CoA ligasa
    EC 6.2.1.45 enzima activadora de ubiquitina E$_1$
    EC 6.2.1.46 L-alo-isoleucina:holo-[proteína acarreadora de CmaA peptidilo] ligasa
    EC 6.2.1.47 [acil-carrier-proteína ] ligasa de ácidos grasos de cadena media
    EC 6.2.1.48 carnitina-CoA ligasa
    EC 6.2.1.49 adenililtransferasa FadD28 de ácido graso de cadena larga
    EC 6.2.1.50 4-hidroxibenzoato adenililtransferasa FadD22
    EC 6.2.1.51 4-hidroxifenilalcanoato adenililtransferasa FadD29
    EC 6.2.1.52 luciferina de Lampyris—CoA ligasa
    EC 6.2.1.53 L-prolina—[proteína acarreadora de L-prolilos] ligasa
    EC 6.2.1.54 D-alanina—[proteína acarreadora de D-alanilos] ligasa (26 de abril de 2018)
    EC 6.2.1.55 enzima activadora de E1 SAMP
    EC 6.2.1.56 4-hidroxibutirato—CoA ligasa (ADP-formador)
    EC 6.2.1.57 adenilasa/transferasa FadD23 ácido graso de cadena larga
    EC 6.2.1.58 isoftalato—CoA ligasa
    EC 6.2.1.59 adenilasa/transferasa FadD26 de ácido graso de cadena larga
    EC 6.2.1.60 marinolato—CoA ligasa

### Categoría EC 6.3 (forma enlaces C-N)
#### EC 6.3.1 ácido-amoniaco (o amina) ligasas (amida sintasas)

    EC 6.3.1.1 aspartato—amonia ligasa
    EC 6.3.1.2 glutamina sintetasa
    EC 6.3.1.3 eliminada, transferida a EC 6.3.4.13
    EC 6.3.1.4 aspartato—amonio ligasa (formador de ADP)
    EC 6.3.1.5 NAD$^+$ sintasa
    EC 6.3.1.6 glutamato—etilamina ligasa
    EC 6.3.1.7 4-metileneglutamato—amonia ligasa
    EC 6.3.1.8 glutationilspermidina sintasa
    EC 6.3.1.9 tripanotiona sintasa
    EC 6.3.1.10 adenosilcobinamida-fosfato sintasa
    EC 6.3.1.11 glutamato—putrescina ligasa
    EC 6.3.1.12 D-aspartato ligasa
    EC 6.3.1.13 L-cisteína:1D- mio-inositol 2-amino-2-desoxi-α-D-glucopiranósido ligasa
    EC 6.3.1.14 diftina—amonia ligasa
    EC 6.3.1.15 8-desmetilnovobiocato sintasa
    EC 6.3.1.16 eliminada, transferida a EC 6.3.3.6
    EC 6.3.1.17 β-citrilglutamato sintasa
    EC 6.3.1.18 γ-glutamilanilida sintasa
    EC 6.3.1.19 procarionte ubiquitina-like proteína ligasa
    EC 6.3.1.20 lipoato—proteína ligasa

#### EC 6.3.2 ligasas de aminoácidos (péptido sintasas)

    EC 6.3.2.1 pantoato—β-alanina ligasa (formadora de AMP)
    EC 6.3.2.2 glutamato—cisteína ligasa
    EC 6.3.2.3 glutatión sintasa
    EC 6.3.2.4 D-alanina—D-alanina ligasa
    EC 6.3.2.5 Fosfopantotenato-cisteína ligasa (CTP)
    EC 6.3.2.6 fosforibosilamino imidazolsuccinocarboxamida sintasa
    EC 6.3.2.7 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—L-lisina ligasa
    EC 6.3.2.8 UDP-N-acetilmuramato—L-alanina ligasa
    EC 6.3.2.9 UDP-N-acetilmuramoilalanina—D-glutamato ligasa
    EC 6.3.2.10 UDP-N-acetilmuramoilalanil-tripéptido—D-alanil-D-alanina ligasa
    EC 6.3.2.11 carnosina sintasa
    EC 6.3.2.12 dihidrofolato sintasa
    EC 6.3.2.13 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—2,6-diaminopimelato ligasa
    EC 6.3.2.14 enterobactina sintasa
    EC 6.3.2.15 eliminada, transferida a EC 6.3.2.10
    EC 6.3.2.16 D-alanina—alanil-poli(glicerolfosfato) ligasa
    EC 6.3.2.17 tetrahidrofolato sintasa
    EC 6.3.2.18 γ-glutamilhistamina sintasa
    EC 6.3.2.19 eliminada, transferida a EC 6.2.1.45, :EC 2.3.2.23 and :EC 6.3.2.20 indoleacetato—lisina sintetasa
    EC 6.3.2.21 eliminada, tran 6.3.2.49
    EC 6.3.2.22 eliminada, transferida a EC 6.3.1.14
    EC 6.3.2.23 homoglutatión sintasa
    EC 6.3.2.24 tirosina—arginina ligasa
    EC 6.3.2.25 tubulina—tirosina ligasa
    EC 6.3.2.26 N-(5-amino-5-carboxipentanoil)-L-cisteinil-D-valina sintasa
    EC 6.3.2.27 eliminada, transferida a EC 6.3.2.38 y EC 6.3.2.39
    EC 6.3.2.28 L-aminoácido α-ligasa
    EC 6.3.2.29 cianoficina sintasa (L-aspartato-adding)
    EC 6.3.2.30 cianoficina sintasa (L-arginina-adding)
    EC 6.3.2.31 coenzima F$_{420}$-0:L-glutamato ligasa
    EC 6.3.2.32 coenzima γ-F$_{420}$-2:α-L-glutamato ligasa
    EC 6.3.2.33 tetrahidrosarcinapterina sintasa
    EC 6.3.2.34 coenzima F$_{420}$-1:γ-L-glutamato ligasa
    EC 6.3.2.35 D-alanina—D-serina ligasa
    EC 6.3.2.36 4-fosfopantoato—β-alanina ligasa
    EC 6.3.2.37 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—D-lisina ligasa
    EC 6.3.2.38 N$^2$-citril-N$^6$-acetil-N$^6$-hidroxilisina sintasa
    EC 6.3.2.39 aerobactina sintasa
    EC 6.3.2.40 ciclopeptina sintasa
    EC 6.3.2.41 N-acetilaspartilglutamato sintasa
    EC 6.3.2.42 N-acetilaspartilglutamilglutamato sintasa
    EC 6.3.2.43 [proteína lisW de la biosíntesis de lisina]—L-2-aminoadipato ligasa
    EC 6.3.2.44 pantoato—β-alanina ligasa (ADP-formador)
    EC 6.3.2.45 UDP-N-acetilmuramato L-alanil-γ-D-glutamil-meso-2,6-diaminoheptanodioato ligasa
    EC 6.3.2.46 fumarato—(S)-2,3-diaminopropanoato ligasa
    EC 6.3.2.47 dapdiamida sintasa
    EC 6.3.2.48 L-arginina-específico L-amino acid ligasa
    EC 6.3.2.49 L-alanina-L-anticapsin ligasa
    EC 6.3.2.50 tenuazonato sintetasa
    EC 6.3.2.51 fosfopantotenato—cisteína ligasa (ATP)
    EC 6.3.2.52 jasmonoil—L-amino acid sintetasa
    EC 6.3.2.53 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanina—L-glutamato ligasa
    EC 6.3.2.54 L-2,3-diaminopropanoato—citrato ligasa
    EC 6.3.2.55 2-[(L-alanin-3-ilcarbamoil)metil]-3-(2-aminoetilcarbamoil)-2-hidroxipropanoato sintasa
    EC 6.3.2.56 estafiloferrina B sintasa
    EC 6.3.2.57 estafiloferrina A sintasa
    EC 6.3.2.58 D-ornitina—citrato ligasa

#### EC 6.3.3 Ciclo-ligasas

    EC 6.3.3.1 fosforibosilformilglicinamidina ciclo-ligasa
    EC 6.3.3.2 5-formiltetrahidrofolato ciclo-ligasa
    EC 6.3.3.3 destiobiotina sintasa
    EC 6.3.3.4 (carboxietil)arginina-β-lactama sintasa
    EC 6.3.3.5 O-ureido-D-serina ciclo-ligasa
    EC 6.3.3.6 carbapenam-3-carboxilato sintasa
    EC 6.3.3.7 Ni-sirohidroclorina a,c-diamida ciclasa reductiva

#### EC 6.3.4 Otras ligasas Carbono-Nitrógeno

    EC 6.3.4.1 eliminada, transferida a EC 6.3.5.2
    EC 6.3.4.2 CTP sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.4.3 formato—tetrahidrofolato ligasa
    EC 6.3.4.4 adenilosuccinato sintasa
    EC 6.3.4.5 argininosuccinato sintasa
    EC 6.3.4.6 urea carboxilasa
    EC 6.3.4.7 ribosa-5-fosfato—amonia ligasa
    EC 6.3.4.8 imidazolacetato—fosforibosildifosfato ligasa
    EC 6.3.4.9 biotina—[metilmalonil-CoA-carboxitransferasa] ligasa
    EC 6.3.4.10 biotina—[propionil-CoA-carboxilasa (hidrolizante de ATP)] ligasa
    EC 6.3.4.11 biotina—[metilcrotonoil-CoA-carboxilasa] ligasa
    EC 6.3.4.12 glutamato—metilamina ligasa
    EC 6.3.4.13 fosforibosilamina—glicina ligasa
    EC 6.3.4.14 biotina carboxilasa
    EC 6.3.4.15 biotina—(acetil-CoA-carboxilasa) ligasa
    EC 6.3.4.16 carbamoil-fosfato sintasa (amonia)
    EC 6.3.4.17 formato—dihidrofolato ligasa
    EC 6.3.4.18 5-(carboxiamino) imidazol ribonucleotide sintasa
    EC 6.3.4.19 tARN-Ile-lisidina sintetasa
    EC 6.3.4.20 7-ciano-7-deazaguanina sintasa
    EC 6.3.4.21 nicotinato fosforibosiltransferasa
    EC 6.3.4.22 tARN-Ile$^2$-agmatinilcitidina sintasa
    EC 6.3.4.23 formato—fosforibosilaminoimidazol carboxamida ligasa
    EC 6.3.4.24 tiramina—L-glutamato ligasa
    EC 6.3.5.1 NAD$^+$ sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.2 GMP sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.3 fosforibosilformilglicinamidina sintasa
    EC 6.3.5.4 asparagina sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.5 carbamoil-fosfato sintasa (hidrolizante de glutamina glutamina)
    EC 6.3.5.6 asparaginil-tARN sintasa (hidrolizante de hidrolising)
    EC 6.3.5.7 glutaminil-tARN sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.8 eliminada, transferida a EC 2.6.1.85
    EC 6.3.5.9 hidrógenobirinato, a,c-diamida sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.10 adenosilcobirato sintasa (hidrolizante de glutamina)
    EC 6.3.5.11 cobirinato a,c-diamida sintasa
    EC 6.3.5.12 Ni-sirohidroclorina a,c-diamida sintasa
    EC 6.3.5.13 isoglutaminil lípido II sintasa (hidrolizante de glutamina)

### Categoría EC 6.4 (forma enlaces C-C)

    EC 6.4.1.1 piruvato carboxilasa
    EC 6.4.1.2 acetil-CoA carboxilasa
    EC 6.4.1.3 propionil-CoA carboxilasa
    EC 6.4.1.4 metilcrotonoil-CoA carboxilasa
    EC 6.4.1.5 geranoil-CoA carboxilasa
    EC 6.4.1.6 acetona carboxilasa
    EC 6.4.1.7 2-oxoglutarato carboxilasa
    EC 6.4.1.8 acetofenona carboxilasa
    EC 6.4.1.9 coenzima F430 sintetasa

### Categoría EC 6.5 (forma ésteres fosfóricos)

    EC 6.5.1.1 ADN ligasa (ATP)
    EC 6.5.1.2 ADN ligasa (NAD$^+$)
    EC 6.5.1.3 ARN ligasa (ATP)
    EC 6.5.1.4 ARN-fosfato-3'-terminal ciclasa (ATP)
    EC 6.5.1.5 ARNfosfato -'-terminal ciclasa (GTP)
    EC 6.5.1.6 ADN ligasa (ATP o NAD$^+$)
    EC 6.5.1.7 ADN ligasa (ATP, ADP or GTP)
    EC 6.5.1.8 3'-fosfato/5'-hidroxi ligasa de ácidos nucleicos

### Categoría EC 6.6 (forma enlaces de coordinación de un metal con ligantes de nitrógeno)

    EC 6.6.1 Forman complejos de coordinación
    EC 6.6.1.1 magnesio quelatasa
    EC 6.6.1.2 cobaltoquelatasa

## Clasificación

Las ligasas son clasificadas en seis subclases con un sistema EC-número bajo la categorización de EC 6.-.-.-. El segundo dígito define la naturaleza exacta del enlace:
* EC 6.1, incluye ligasas usadas para formar uniones oxígeno-carbono.
** EC 6.1.1 Ligasas forman aminoacil-ARNt y compuestos relacionados.
** EC 6.1.2 Ligasas ácido-alcohol (sintasas éster).
* EC 6.2, ligasa usadas para formar uniones carbono-azufre.
** EC 6.2.1 Ligasas ácido-tiol.
* EC 6.3, incluye ligasas usadas para crear uniones carbono-nitrógeno.
** EC 6.3.1 Ácido-amoniaco (o amina) ligasas (sintasas amida).
** EC 6.3.2 Ligasas ácido-aminoácidos (péptido sintasas).
** EC 6.3.3 Ciclo-ligasas.
** EC 6.3.4 Otras ligasas carbono-nitrógeno.
** EC 6.3.5 Carbono-nitrógeno ligasas con glutamina como amido-N-donador.
* EC 6.4, abarca ligasas que forman uniones carbono-carbono.
* EC 6.5, incluye ligasa que forman ésteres fosfóricos.
* EC 6.6, ligasa usadas como unión nitrógeno-metal.
** EC 6.6.1 Formando complejos de coordinación.

## ADN ligasas

Uno de los grupos más importantes dentro de la clasificación de las ligasas son la ADN ligasa. La unión de las ADN ligasas está formada por dos cadenas de ADN que se forman usando un diéster fosfórico. Por lo que la ADN ligasas se encuentra dentro de la clasificación EC 6.5.
Las ADN ligasas fueron descubiertas en 1967 por los laboratorios de Gellert, Lehman, Richardson y Hurwitz esto representó un evento importante en la biología molecular. Estas son importantes para la replicación y reparación del ADN en todo el organismo. Las ligasas fueron esenciales para el desarrollo de clonación molecular y en varias ramificaciones posteriores de la biotecnología del ADN. La deficiencia genética de las ADN ligasas en humanos ha sido relacionada con varios síndromes clínicos caracterizados por inmunodeficiencia, sensibilidad a la radiación y anormalidades de desarrollo. Dentro de esta clasificación encontramos la ADN ligasa (ATP) y la ADN ligasa (NAD$^+$) las cuales se encuentran registradas y aceptadas por el Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (NC-IUBMB) por sus siglas en inglés.

### ADN ligasa (ATP)

Cataliza la formación de un fosfodiéster en el lugar de un rompimiento de un ADN monocatenario dúplex. En cierta medida, el ARN también puede actuar como sustrato.
* Reacción: ATP + (desoxirribonucleótidos)$_n$ + (desoxirribonucleótidos)$_m$ = AMP + difosfato + (desoxirribonucleótidos)$_{n+m}$

### ADN ligasa (NAD+)

Tiene la misma acción que la ADN ligasa (ATP) de catalizar la formación de un fosfodiéster solo que en la reacción se utiliza NAD+ en lugar de ATP.
* Reacción: NAD$^+$ + (desoxirribonucleótidos)$_n$ + (desoxirribonucleótidos)$_m$ = AMP + nicotinamida nucleótido + (desoxirribonucleótidos)$_{n+m}$

## ARN ligasas

Pertenecen al grupo de las ligasas y su función es la de formar enlaces fósforo-éster. Dentro de esta clasificación encontramos a la ARN ligasa (ATP).

### ARN ligasa (ATP)

Convierte el ARN lineal a una forma circular por transferencia
* Reacción: ATP + (ribonucleótido)$_n$ + (ribonucleótido)$_m$ = AMP + difosfato + (ribonucleótido)$_{n+m}$

## Ejemplos

* Piruvato carboxilasa
* Aminoacil ARNt sintetasa