ニック (DNA)
DNAリガーゼは多機能で遍在的な酵素であり、3'ヒドロキシル末端と5'リン酸末端を連結してホスホジエステル結合を形成する。そのため、ニックが入ったDNAの修復、ひいてはゲノムの正確性の維持に必要不可欠である。こうした生物学的役割は、分子クローニングにおけるプラスミドの粘着末端のシーリングにおいても非常に有用である。この酵素の重要性は、ほとんどの生物が特定のDNA修復経路専用の複数のリガーゼを持っていることからも裏付けられる。真正細菌では、リガーゼのエネルギー源ははATPではなくNADである。リガーゼによる修復には、ニック部位1か所につき1分子のATPもしくはNADが必要となる。
こうした断片の連結の際の、リガーゼによる反応は3段階で進行する。
酵素にアデノシン一リン酸(AMP)基が付加される(アデニリル化)
AMPがDNAに転移される
ホスホジエステル結合の形成(ニックシーリング)
ニックの閉鎖を触媒するリガーゼの代表例として、大腸菌のNAD依存性DNAリガーゼであるLigAが挙げられる。LigAは全ての細菌に存在する酵素クレードと構造的に類似している。
リガーゼにはDNA中のニックを認識する金属結合部位が存在する。リガーゼはDNA-AMP複合体を形成することで、認識を補助する。ヒトのDNAリガーゼでは、この状態の結晶構造が解かれている。このDNA-AMP中間体との複合体中では、DNAリガーゼIはニック部位の隔離とその後の修復のためにDNAにコンフォメーション変化を引き起こしている。