簡介
連線酶ligase
又稱 合成酶，能催化兩個分子連線成一個分子或把一個分子的首尾相連線的酶。此反應與ATP的分解反應相偶聯。在把兩分子相連線的同時發生三磷酸腺苷（ATP)的高能磷酸鍵的斷裂如DNA連線酶等。
連線酶是酶分類中重要的一類(EC 6):6.1形成C-O鍵；6.2形成C-S鍵；6.3形成C-N鍵；6.4 形成C-C鍵。
連線酶的催化反應過程需要Mg離子
命名
連線酶通常是包括“連線酶”這個字，就如DNA連線酶是將脫氧核糖核酸（DNA）片段連線。其他普遍的名稱包括“合成酶”，因為這些酶是用作合成新的分子，或當它們是將二氧化碳加入一個分子時則稱為“羧化酶”。
需要留意的是“合成酶”是與合酶有所分別，合成酶是會使用三磷酸腺苷（ATP），但合酶不會使用ATP且是屬於裂合酶。
分類
連線酶在EC編號中分類為 EC6，並再細分為6個子類：
EC6.1包括形成C-O鍵的連線酶
EC6.2包括形成C-S鍵的連線酶
EC6.3包括形成C-N鍵的連線酶
EC6.4包括形成C-C鍵的連線酶
EC6.5包括形成磷酯鍵的連線酶
EC6.6包括形成N-金屬鍵的連線酶
DNA連線酶
發現
DNA連線酶最早於1967年由三個實驗室同時發現，經過科學家幾十年的研究發現，目前在病毒、細菌和真核生物體內都發現了DNA連線酶，不同類型的DNA連線酶的作用機制不同。一般情況下，根據DNA連線酶催化反應所需的能量來源可以把DNA連線酶分為腺苷三磷酸（ATP）依賴型和煙醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）依賴型，腺苷三磷酸依賴型DNA連線酶廣泛存在於真核生物、古細菌、真細菌和病毒中，煙醯胺腺嘌呤二核苷酸依賴型DNA連線酶則分布在古細菌、真細菌和病毒中。
常見種類和作用機制
1、T4DNA連線酶
T4DNA連線酶是目前套用比較多的病毒基因組編碼的DNA連線酶，在基因重組中廣泛使用。噬菌體類型較多，目前研究發現T4噬菌體能夠合成T4DNA連線酶，並且已經能夠從被T4嗜菌體感染的大腸桿菌中提取該酶，此外科學家也已經定位該酶的合成基因，即噬菌體T4的30基因。T4DNA連線酶具有連線黏性末端和平末端的作用，研究人員總結DNA片段的連線過程，認為整個DNA連線反應可以通過三個連續步驟來完成：
（1）ATP通過斷裂最後一個高能磷酸鍵釋放能量，同時產生的AMP和T4DNA連線酶利用ATP水解釋放的能量形成E-AMP複合物；
（2）所形成的E-AMP複合物可以識別DNA雙鏈之前被切開的切口，識別之後AMP會脫離E-AMP複合物並與DNA的5’-P基團結合；
（3）需要連線的另外一段DNA分子片段的3’-OH會攻擊第二步形成5’-P-AMP，3’-OH和磷酸基團殘基發生反應形成磷酸二酯鍵，同時釋放出一個AMP。
2、 真核生物DNA連線酶
真核生物存在3種ATP依賴型DNA連線酶——DNA連線酶Ⅰ、DNA連線酶Ⅲ和DNA連線酶Ⅳ。研究顯示，DNA連線酶Ⅰ和DNA連線酶Ⅳ廣泛分布於真核生物中，如植物界和動物界，DNA連線酶Ⅲ則主要分布於脊椎動物中。
目前科學家認為，在真核生物DNA複製過程中，起到連線作用的可能主要是DNA連線酶Ⅰ，DNA連線酶Ⅰ活性的調節與其氨基端有關，在其氨基端靠近活性中心有一個特定的部位，該部位可以通過磷酸化作用來調節DNA連線酶Ⅰ的活性。DNA連線酶Ⅰ的作用就是將DNA複製時複製叉處形成的不連續的後隨鏈（岡崎片段）連線起來。在此過程中DNA連線酶Ⅰ並不是單獨起作用，而是需要和多種蛋白因子密切合作共同完成。在真核生物DNA複製時，後隨鏈是由DNA聚合酶α催化合成的，DNA聚合酶α先催化合成一段引物，然後依賴DNA聚合酶δ與增殖細胞核抗原（持續複製因子），從引物開始合成DNA，然後引物通過降解出去。此外，在損傷的DNA的鹼基修復中，DNA連線酶Ⅰ也同樣起到重要的作用。首先細胞內的特異性的核酸內切酶和外切酶特異性識別損傷部位，在DNA單鏈損傷部位的附近進行剪下，切除一段DNA，然後DNA聚合酶以另一條完整的DNA鏈作為模版進行修複合成重新合成這段DNA，最後由DNA連線酶Ⅰ將缺口連線。
