Enzymaktivitätsmessung für Ligasen

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Ligasen (EC 6) sind eine grundlegende Klasse von Enzymen, die die Bildung neuer chemischer Bindungen durch das Verknüpfen von zwei Molekülen katalysieren, meist unter gleichzeitiger Hydrolyse von ATP oder anderen Nukleosidtriphosphaten. Sie sind unverzichtbar bei der DNA-Reparatur, der Proteinsynthese und in verschiedenen biosynthetischen Stoffwechselwegen. Bei Creative Enzymes bieten wir umfassende und präzise Dienstleistungen zur Messung der Enzymaktivität von Ligasen an, die sowohl die akademische Forschung als auch industrielle Anwendungen unterstützen. Mit fortschrittlichen Analyseplattformen und einem erfahrenen wissenschaftlichen Team gewährleisten wir zuverlässige Ergebnisse, die es unseren Kunden ermöglichen, ihre Projekte mit Zuversicht voranzutreiben.

Hintergrund zu Ligasen und ihrer enzymatischen Aktivität

Ligasen, oft als „Verbindungsenzyme“ bezeichnet, sind einzigartig in ihrer Fähigkeit, Bindungsbildungsreaktionen zu katalysieren. Sie werden in mehrere Unterklassen eingeteilt, basierend auf dem Typ der gebildeten Bindung, darunter Kohlenstoff–Sauerstoff-, Kohlenstoff–Schwefel-, Kohlenstoff–Stickstoff- und Kohlenstoff–Kohlenstoff-Bindungen.

Die biologische Bedeutung von Ligasen umfasst:

DNA-Ligasen: Entscheidend bei der DNA-Replikation und -Reparatur, weit verbreitet in der molekularbiologischen Forschung und Biotechnologie.
Aminoacyl-tRNA-Synthetasen: Essenziell für die Proteinbiosynthese durch Beladung der tRNAs mit den jeweiligen Aminosäuren.
Ubiquitin-Ligasen: Zentrale Regulatoren von Proteinabbauwegen.
Ligase des Metabolismus: Beteiligt an komplexen biosynthetischen Prozessen wie dem Fettsäurestoffwechsel und der Synthese sekundärer Metabolite.

Angesichts ihrer weiten Verbreitung und Bedeutung werden Ligasen zunehmend nicht nur für die grundlegende biologische Forschung, sondern auch für die therapeutische Entwicklung und industrielle Biotechnologie untersucht. Eine präzise Aktivitätsmessung ist ein entscheidender erster Schritt zur Charakterisierung ihrer Funktionen, zur Entwicklung verbesserter Varianten oder zum Screening von Inhibitoren für pharmazeutische Anwendungen.

Umfassende Serviceangebote

Bei Creative Enzymes sind unsere Dienstleistungen zur Messung der Ligaseaktivität darauf ausgelegt, hochpräzise und reproduzierbare Daten zu liefern. Wir unterstützen sowohl standardisierte Protokolle als auch vollständig maßgeschneiderte Lösungen, je nach spezifischem Enzyminteresse des Kunden.

So funktioniert es

Schritt	Vorgehen	Details
1	Enzymvorbereitung	Erstgespräch zur Identifizierung der Ligase-Unterklasse, des/der Substrate(s) und der Forschungsziele. Auswahl des geeigneten Assay-Formats (standardisiert oder kundenspezifisch).
2	Substratauswahl	Umgang mit gereinigten Enzymen, rekombinanten Proteinen oder Zellextrakten. Optimierung der Lagerungs- und Assaybedingungen zur Erhaltung der Enzymaktivität.
3	Assay-Entwicklung	Auswahl der Analyseplattform: Spektrophotometrische Assays zur Überwachung der Nukleotidhydrolyse oder Produktbildung. Fluoreszenzbasierte Assays für erhöhte Sensitivität. Chromatographische Methoden (HPLC, LC-MS) für präzise Produktdetektion und -quantifizierung. Radioisotopen- oder isotopenmarkierte Substrate für mechanistische oder hochsensitive Studien.
4	Bestimmung der Enzymaktivität	Bestimmung kinetischer Parameter (K_m, V_max, k_cat). Identifikation optimaler Kofaktoren, pH- und Temperaturbedingungen. Inhibitor- oder Aktivator-Screening auf Anfrage.
5	Datenanalyse & Berichterstattung	Umfassender Bericht inklusive Methodik, Rohdaten, statistischer Validierung und Experteninterpretation. Optionales Folgegespräch zu Anwendungs- oder Engineering-Strategien.

Service-Details

Umfassende Abdeckung der Ligase-Unterklassen (DNA-Ligasen, Aminoacyl-tRNA-Synthetasen, Ubiquitin-Ligasen, metabolische Ligasen).
Unterstützung sowohl für routinemäßige enzymatische Assays als auch für mechanistische Studien.
Hochdurchsatzoptionen verfügbar für das Screening großer Enzymsammlungen oder Inhibitorpools.
Flexible Projektgrößen, von kleinen explorativen Studien bis hin zu industriellen Anwendungen.

Kontaktieren Sie unser Team

Warum Creative Enzymes wählen

Umfassende Expertise

Jahrzehntelange Erfahrung in Enzymologie und Assay-Entwicklung.

Fortschrittliche Instrumentierung

Zugang zu modernsten Technologien wie LC-MS, Fluoreszenzspektroskopie und isotopenbasierten Methoden.

Kundenspezifische Assays

Maßgeschneiderte Lösungen, die der Komplexität jedes Ligase-Systems gerecht werden.

Hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit

Sorgfältig validierte Methoden für verlässliche Ergebnisse.

Schnelle Bearbeitungszeit

Effiziente Arbeitsabläufe ohne Kompromisse bei der Datenqualität.

Umfassender Kundensupport

Engagiertes wissenschaftliches Team für Projektberatung und Unterstützung nach der Analyse.

Repräsentative Fallstudien

Fall 1: TNA-Enzyme und die RNA-Welt-Hypothese

Threose-Nukleinsäure (TNA), ein einfacherer genetischer Polymer, gilt aufgrund ihrer Basenpaarungsfähigkeit als plausibler evolutionärer Vorläufer der RNA. In dieser Studie isolierten Forscher katalytische TNA-Sequenzen mit RNA-Ligase-Aktivität, was auf ihre potenzielle Rolle beim Übergang zur RNA-Welt hinweist. Das Enzym T8-6 wurde identifiziert, das die Bildung einer 2′–5′-Phosphoesterbindung zwischen einer 2′,3′-Diol- und einer 5′-Triphosphatgruppe mit messbarer Effizienz katalysiert. T8-6 benötigt eine UA|GA-Verknüpfung, toleriert jedoch andere Sequenzvariationen. Es kann sogar funktionelle RNAs, wie Hammerhead-Ribozymen, mit ortsspezifischen 2′–5′-Verknüpfungen erzeugen, was die evolutionäre Bedeutung und das biotechnologische Potenzial von TNA unterstreicht.

A threose nucleic acid enzyme with RNA ligase activity Abbildung 1. Biochemische Charakterisierung der durch das TNA-Enzym T8-6 katalysierten Reaktion. (A und B) Kinetik der durch T8-6 katalysierten RNA-Ligationsreaktionen in Anwesenheit von 40 mM Mg²⁺ bei pH 9,0 bzw. 7,5. (C) pH-Abhängigkeit der durch T8-6 katalysierten Reaktionsgeschwindigkeitskonstante. (D) Abhängigkeit der durch T8-6 katalysierten Reaktionsausbeute (pH 9,0 für 3 h und pH 7,5 für 6 h) von der Mg²⁺-Konzentration. (Wang et al., 2021)

Fall 2: Wachstumsraten und spezifische Aminoacyl-tRNA-Synthetase-Aktivitäten bei Clupea harengus-Larven

In dieser Studie wurde das Wachstum von Atlantischen Hering (Clupea harengus)-Larven unter kontrollierten Laborbedingungen untersucht. Es wurden drei Temperaturen (7, 12 und 17 °C) und unterschiedliche Beutedichten von Acartia tonsa getestet. Die Wachstumsraten wurden mit der Aktivität der Aminoacyl-tRNA-Synthetase (AARS) als potenzieller Proxy verglichen. Bei Larven, die ad libitum gefüttert wurden, zeigte sich eine starke lineare Beziehung (r² = 0,71), die Korrelation schwächte sich jedoch ab (r² = 0,42), wenn futterlimitierte Larven einbezogen wurden. Hohe AARS-Aktivität bei kleinen, frühstadialen Larven deutete auf möglichen Proteinabbau hin, was darauf hindeutet, dass dieser Prozess die Wachstumseinschätzung beeinflusst. Weitere Untersuchungen zum Proteinumsatz sind erforderlich, um AARS als zuverlässigen Proxy für das Wachstum im Feld zu etablieren.

Graphs showing how temperature and food concentration affect larval fish growth rate (SGR) and AARS activity Abbildung 2. (Links) Einfluss der Temperatur auf SGR (Tag^-1) und spAARS-Aktivität (nmol PPi·mg Prot^-1·h^-1) und (rechts) Einfluss der Futterkonzentration auf SGR (Tag^-1) und spAARS-Aktivität (nmol PPi·mg Prot^-1·h^-1) bei 12 °C. (Herrera et al., 2024)

FAQs

F: Welche Arten von Ligasen können Sie analysieren?

A: Wir decken alle wichtigen Unterklassen ab, einschließlich DNA-Ligasen, Aminoacyl-tRNA-Synthetasen, Ubiquitin-Ligasen und Ligasen, die an metabolischen oder biosynthetischen Wegen beteiligt sind.
F: Bieten Sie eine Anpassung der Assays an?

A: Ja. Wir passen Assay-Bedingungen, Substrate und Nachweismethoden an das spezifische Ligase-Enzym und die Projektziele des Kunden an.
F: Welcher Reinheitsgrad der Probe ist erforderlich?

A: Wir akzeptieren gereinigte Enzyme, rekombinante Proteine oder Roh-Extrakte. Das Assay-Design wird an den Probentyp angepasst, um genaue Ergebnisse zu gewährleisten.
F: Können Sie neben Aktivitätsdaten auch kinetische Parameter bereitstellen?

A: Selbstverständlich. Wir bestimmen routinemäßig kinetische Konstanten (K_m, V_max, k_cat) sowie optimale Bedingungen für die Enzymaktivität.
F: Wie lange dauert ein typisches Projekt?

A: Die Bearbeitungszeit hängt von der Komplexität der Ligase und des Assay-Designs ab. Standardprojekte werden in der Regel innerhalb von 2–4 Wochen abgeschlossen, während komplexere oder kundenspezifische Studien zusätzliche Zeit erfordern können.

Referenzen:

Herrera I, Yebra L, Santana-del-Pino Á, Hernández-León S. Growth rates and specific aminoacyl-tRNA synthetases activities in Clupea harengus larvae. Oceans. 2024;5(4):951-964. doi:10.3390/oceans5040054
Wang Y, Wang Y, Song D, et al. A threose nucleic acid enzyme with RNA ligase activity. J Am Chem Soc. 2021;143(21):8154-8163. doi:10.1021/jacs.1c02895

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Projektbeschreibung:

Nur für Forschungs- und Industriezwecke. Nicht für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Bestimmte Produkte in Lebensmittelqualität eignen sich für die Formulierungsentwicklung in Lebensmitteln und verwandten Anwendungen.

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