ไลเกส เอนไซม์เชื่อมต่อโมเลกุลในระบบชีวเคมี

ในทางชีวเคมี ไลเกส (Ligase) คือเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ (Ligation) ของโมเลกุลสองโมเลกุลเข้าด้วยกัน โดยการสร้างพันธะเคมีใหม่ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเกิดขึ้นผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) ของกลุ่มเคมีขนาดเล็กที่ติดอยู่กับโมเลกุลใดโมเลกุลหนึ่ง ส่งผลให้เกิดการสร้างพันธะใหม่ เช่น พันธะ C-O, C-S หรือ C-N

การทำงานของไลเกส

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือ DNA ligase ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนของกรดนิวคลีอิกที่เสริมกันสองชิ้นเข้าด้วยกันโดยการสร้างพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (Phosphodiester bonds) และช่วยซ่อมแซมรอยขาดของสายเดี่ยวใน DNA สายคู่ที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองตัวเองของ DNA

โดยทั่วไปแล้ว ไลเกสจะเร่งปฏิกิริยาการดึงน้ำออก (Dehydration reaction) เพื่อเชื่อมต่อโมเลกุล A และ B ดังนี้:

A-OH + B-H → A–B + H₂O

การเรียกชื่อ (Nomenclature)

การเรียกชื่อของไลเกสมีความหลากหลายและไม่สม่ำเสมอ โดยทั่วไปมักจะมีคำว่า "ไลเกส" อยู่ในชื่อ เช่น DNA ligase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุล

อย่างไรก็ตาม มีเอนไซม์หลายชนิดที่ใช้คำว่า "ซินเทเทส" (Synthetase) หรือ "ซินเทส" (Synthase) แทน เนื่องจากทำหน้าที่สังเคราะห์โมเลกุลใหม่ นอกจากนี้ยังมีไลเกสบางชนิดที่ใช้ชื่อว่า "คาร์บอกซิเลส" (Carboxylase) เพื่อระบุว่าเอนไซม์นั้นเร่งปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันโดยเฉพาะ

การจำแนกประเภท (Classification)

ไลเกสถูกจัดอยู่ในกลุ่ม EC 6 ตามการจำแนกประเภทของเอนไซม์ โดยสามารถแบ่งออกเป็น 6 กลุ่มย่อยดังนี้:

ไลเกสที่เกี่ยวข้องกับเมมเบรน

ไลเกสบางชนิดมีความสัมพันธ์กับเยื่อหุ้มเซลล์ (Biological membranes) โดยอาจทำหน้าที่เป็นโปรตีนที่เกาะอยู่บริเวณผิวหน้าของเมมเบรน (Peripheral membrane proteins) หรือยึดเกาะผ่านเกลียวทรานส์เมมเบรนเดี่ยว (Single transmembrane helix) เช่น โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ Ubiquitin ligase

ที่มาของคำศัพท์

คำว่า Ligase มาจากคำผสมระหว่าง lig- (จากภาษาละติน ligāre แปลว่า "ผูก" หรือ "มัดเข้าด้วยกัน") และ -ase (คำลงท้ายที่ระบุว่าเป็นเอนไซม์) ดังนั้นจึงมีความหมายว่า "เอนไซม์ที่ทำหน้าที่ผูกมัดโมเลกุล"