KEGG   ENZYME: 6.5.1.7Help
Entry
EC 6.5.1.7                  Enzyme                                 

Name
DNA ligase (ATP, ADP or GTP);
poly(deoxyribonucleotide):poly(deoxyribonucleotide) ligase (ATP, ADP or GTP)
Class
Ligases;
Forming phosphoric-ester bonds;
Ligases that form phosphoric-ester bonds (only sub-subclass identified to date)
BRITE hierarchy
Sysname
poly(deoxyribonucleotide)-3'-hydroxyl:5'-phospho-poly(deoxyribonucleotide) ligase (ATP, ADP or GTP)
Reaction(IUBMB)
(1) ATP + (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + AMP + diphosphate (overall reaction) [RN:R00381];
(1a) ATP + [DNA ligase]-L-lysine = 5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + diphosphate;
(1b) 5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = 5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m + [DNA ligase]-L-lysine;
(1c) (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + AMP;
(2) ADP + (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + AMP + phosphate (overall reaction) [RN:R10822];
(2a) ADP + [DNA ligase]-L-lysine = 5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + phosphate;
(2b) 5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = 5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m + [DNA ligase]-L-lysine;
(2c) (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + AMP;
(3) GTP + (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + GMP + diphosphate (overall reaction) [RN:R10823];
(3a) GTP + [DNA ligase]-L-lysine = 5'-guanosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + diphosphate;
(3b) 5'-guanosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine + 5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m = 5'-(5'-diphosphoguanosine)-(deoxyribonucleotide)m + [DNA ligase]-L-lysine;
(3c) (deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl + 5'-(5'-diphosphoguanosine)-(deoxyribonucleotide)m = (deoxyribonucleotide)n+m + GMP
Reaction(KEGG)
Substrate
ATP [CPD:C00002];
(deoxyribonucleotide)n-3'-hydroxyl;
5'-phospho-(deoxyribonucleotide)m;
[DNA ligase]-L-lysine;
5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine;
5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m;
ADP [CPD:C00008];
GTP [CPD:C00044];
5'-guanosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine;
5'-(5'-diphosphoguanosine)-(deoxyribonucleotide)m
Product
(deoxyribonucleotide)n+m [CPD:C00039];
AMP [CPD:C00020];
diphosphate [CPD:C00013];
5'-adenosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine;
5'-(5'-diphosphoadenosine)-(deoxyribonucleotide)m;
[DNA ligase]-L-lysine;
phosphate [CPD:C00009];
GMP [CPD:C00144];
5'-guanosyl [DNA ligase]-Nepsilon-phosphono-L-lysine;
5'-(5'-diphosphoguanosine)-(deoxyribonucleotide)m
Comment
The enzymes from the archaea Hyperthermus butylicus and Sulfophobococcus zilligii are active with ATP, ADP or GTP. They show no activity with NAD+. The enzyme catalyses the ligation of DNA strands with 3'-hydroxyl and 5'-phosphate termini, forming a phosphodiester and sealing certain types of single-strand breaks in duplex DNA. Catalysis occurs by a three-step mechanism, starting with the activation of the enzyme by ATP, ADP, or GTP, forming a phosphoramide bond between adenylate/guanylate and a lysine residue. The nucleotide is then transferred to the 5'-phosphate terminus of the substrate, forming the capped structure 5'-(5'-diphosphoadenosine/guanosine)-[DNA]. Finally, the enzyme catalyses a nucleophilic attack of the 3'-OH terminus on the capped terminus, which results in formation of the phosphodiester bond and release of the nucleotide. Different from EC 6.5.1.1, DNA ligase (ATP), and EC 6.5.1.6, DNA ligase (ATP or NAD+), which cannot utilize GTP.
History
EC 6.5.1.7 created 2014, modified 2016
Orthology
K10747  
DNA ligase 1
Genes
HSA: 
3978(LIG1)
PTR: 
468936(LIG1)
PPS: 
100969963(LIG1)
GGO: 
PON: 
100432978(LIG1)
NLE: 
105740366(LIG1)
MCC: 
718528(LIG1)
MCF: 
101864859(LIG1)
CSAB: 
103234960(LIG1)
RRO: 
104673372(LIG1)
CJC: 
100415094(LIG1)
SBQ: 
101039983(LIG1)
MMU: 
16881(Lig1)
RNO: 
CGE: 
100767365(Lig1)
NGI: 
103732421(Lig1)
HGL: 
101702301(Lig1)
OCU: 
100340979(LIG1)
TUP: 
102474595(LIG1)
CFA: 
100686967(LIG1)
AML: 
100482586(LIG1)
UMR: 
103657224(LIG1)
FCA: 
101093313(LIG1)
PTG: 
102958578(LIG1)
AJU: 
106984824(LIG1)
BTA: 
100124507(LIG1)
BOM: 
PHD: 
102344626(LIG1)
CHX: 
102174153(LIG1)
OAS: 
101104173(LIG1)
SSC: 
100520434(LIG1)
CFR: 
102519149(LIG1)
BACU: 
103006526(LIG1)
LVE: 
103075195(LIG1)
ECB: 
100053186(LIG1)
MYB: 
102255838(LIG1)
MYD: 
102763533(LIG1)
HAI: 
109390993(LIG1)
PALE: 
102888944(LIG1)
LAV: 
100663865(LIG1)
MDO: 
SHR: 
100927773(LIG1)
OAA: 
100086878(LIG1)
GGA: 
430516(LIG1)
MGP: 
100550112(LIG1)
CJO: 
107325897(LIG1)
APLA: 
101796914(LIG1)
AAM: 
106482030(LIG1)
ASN: 
102380268(LIG1)
AMJ: 
102566879(LIG1)
PSS: 
102443770(LIG1)
CMY: 
CPIC: 
101937304(LIG1)
ACS: 
100565521(lig1)
PBI: 
103064233(LIG1)
GJA: 
107109747(LIG1)
XLA: 
397978(lig1.L)
XTR: 
100271763(lig1)
DRE: 
556995(lig1)
IPU: 
108261058(lig1)
TRU: 
TNG: 
LCO: 
104926552(lig1)
MZE: 
101479550(lig1)
OLA: 
101167483(lig1)
XMA: 
102234160(lig1)
SASA: 
106569579(lig1)
LCM: 
BFO: 
CIN: 
SPU: 
SKO: 
DME: 
Dmel_CG5602(DNA-ligI)
DPO: 
DAN: 
DER: 
DPE: 
DSE: 
DSI: 
Dsimw501_GD11806(Dsim_GD11806)
DWI: 
DYA: 
DGR: 
DMO: 
DVI: 
MDE: 
AGA: 
AAG: 
CQU: 
AME: 
BIM: 
BTER: 
SOC: 
AEC: 
HST: 
CFO: 
NVI: 
TCA: 
BMOR: 
DPL: 
PXY: 
API: 
PHU: 
DPX: 
CEL: 
CBR: 
CBG09716(Cbr-lig-1)
BMY: 
LOA: 
TSP: 
HRO: 
LGI: 
CRG: 
OBI: 
SMM: 
NVE: 
HMG: 
TAD: 
AQU: 
ATH: 
ALY: 
CRB: 
EUS: 
BRP: 
BNA: 
THJ: 
CIT: 
CIC: 
TCC: 
GRA: 
EGR: 
GMX: 
PVU: 
VRA: 
VAR: 
MTR: 
CAM: 
ADU: 
AIP: 
LJA: 
Lj1g3v3244630.1(Lj1g3v3244630.1) Lj1g3v3244630.2(Lj1g3v3244630.2) Lj3g3v3033290.1(Lj3g3v3033290.1)
LANG: 
FVE: 
PPER: 
PMUM: 
MDM: 
PXB: 
CSV: 
CMO: 
RCU: 
JCU: 
POP: 
POPTR_0004s09310g(POPTRDRAFT_714074) POPTR_0009s01130g POPTR_0009s01140g(POPTRDRAFT_1088868)
VVI: 
SLY: 
SPEN: 
SOT: 
INI: 
SIND: 
BVG: 
NNU: 
OSA: 
DOSA: 
Os01t0685500-01(Os01g0685500) Os10t0489200-01(Os10g0489200)
OBR: 
BDI: 
ATS: 
SBI: 
SORBI_01g018700(SORBIDRAFT_01g018700) SORBI_03g031450(SORBIDRAFT_03g031450) SORBI_03g031460(SORBIDRAFT_03g031460)
ZMA: 
100383890(GRMZM2G071304) 103651343
SITA: 
PDA: 
EGU: 
MUS: 
ATR: 
SMO: 
PPP: 
CRE: 
VCN: 
OLU: 
OTA: 
BPG: 
MIS: 
MPP: 
CSL: 
CVR: 
APRO: 
CME: 
GSL: 
CCP: 
SCE: 
YDL164C(CDC9)
AGO: 
KLA: 
LTH: 
VPO: 
ZRO: 
CGR: 
NCS: 
NCAS_0A14110(NCAS0A14110)
NDI: 
NDAI_0A01940(NDAI0A01940)
TPF: 
TPHA_0D04570(TPHA0D04570)
TBL: 
TBLA_0E02050(TBLA0E02050)
TDL: 
TDEL_0C02040(TDEL0C02040)
KAF: 
KAFR_0B00830(KAFR0B00830)
PPA: 
DHA: 
PIC: 
PGU: 
SPAA: 
LEL: 
CAL: 
CAALFM_C300830CA(CaO19.6155)
CTP: 
COT: 
CDU: 
CTEN: 
YLI: 
CLU: 
NCR: 
NTE: 
NEUTE1DRAFT41251(NEUTE1DRAFT_41251) NEUTE1DRAFT85482(NEUTE1DRAFT_85482)
SMP: 
PAN: 
TTT: 
MTM: 
CTHR: 
MGR: 
TMN: 
FGR: 
FPU: 
NHE: 
TRE: 
MAW: 
MAJ: 
CMT: 
VAL: 
VDA: 
ELA: 
SSL: 
BFU: 
MBE: 
ANI: 
AFM: 
AOR: 
AOR_1_1174154(AO090003000668) AOR_1_1334054(AO090011000796)
ANG: 
ANI_1_2644024(An02g06890) ANI_1_594104(An12g04690)
AFV: 
ACT: 
NFI: 
PCS: 
CIM: 
CPW: 
PBL: 
PBN: 
URE: 
ABE: 
TVE: 
AJE: 
PNO: 
PTE: 
BZE: 
BSC: 
BOR: 
ZTR: 
PFJ: 
BCOM: 
NPA: 
TML: 
SPO: 
SPAC20G8.01(cdc17) SPBC713.06(adl1)
CNE: 
CNB: 
CGI: 
TMS: 
PPL: 
DSQ: 
PCO: 
SHS: 
HIR: 
PSQ: 
ADL: 
FME: 
GTR: 
LBC: 
MPR: 
MRR: 
CCI: 
SCM: 
ABP: 
AGABI1DRAFT127415(AGABI1DRAFT_127415) AGABI1DRAFT51454(AGABI1DRAFT_51454) AGABI1DRAFT71206(AGABI1DRAFT_71206)
ABV: 
AGABI2DRAFT122838(AGABI2DRAFT_122838) AGABI2DRAFT214235(AGABI2DRAFT_214235) AGABI2DRAFT69760(AGABI2DRAFT_69760)
CPUT: 
SLA: 
WSE: 
WIC: 
UMA: 
PFP: 
MGL: 
PGR: 
MLR: 
ECU: 
EIN: 
EHE: 
ERO: 
NCE: 
MBR: 
SRE: 
DDI: 
DPP: 
DFA: 
DFA_07246(lig1)
EHI: 
EHI_111060(1.t00017)
EDI: 
EIV: 
ACAN: 
PFA: 
MAL13P1.22(PfLigI)
PFD: 
PFH: 
PYO: 
PCB: 
PCHAS_140450(PC000747.04.0)
PBE: 
PKN: 
PVX: 
PCY: 
TAN: 
TPV: 
TOT: 
BEQ: 
BBO: 
BBOV_IV001520(21.m02964)
CPV: 
CHO: 
TGO: 
TET: 
PTM: 
SMIN: 
v1.2.007861.t1(symbB.v1.2.007861.t1) v1.2.007862.t3(symbB.v1.2.007862.t3) v1.2.007862.t5(symbB.v1.2.007862.t5) v1.2.007862.t6(symbB.v1.2.007862.t6) v1.2.012543.t1(symbB.v1.2.012543.t1) v1.2.029029.t1(symbB.v1.2.029029.t1) v1.2.029030.t1(symbB.v1.2.029030.t1)
PTI: 
FCY: 
TPS: 
AAF: 
NGD: 
PIF: 
PSOJ: 
SPAR: 
EHX: 
GTT: 
TBR: 
Tb927.6.4780(Tb06.26G9.80) Tb927.7.600(Tb07.29K4.770) Tb927.7.610(Tb07.29K4.760)
TCR: 
LMA: 
LIF: 
LDO: 
LMI: 
LBZ: 
NGR: 
TVA: 
GLA: 
ESM: 
STY: 
ECLX: 
KPM: 
YPK: 
YPN: 
YPM: 
YPP: 
YPH: 
YPJ: 
HIT: 
NTHI1352(ligA)
HIP: 
HIQ: 
HIF: 
HIL: 
HIU: 
HIE: 
HIZ: 
HIK: 
HIA: 
HIH: 
HIW: 
HIC: 
HIX: 
HPR: 
HSO: 
HS_1324(ligA)
HSM: 
MSU: 
MS0939(cDC9)
MHT: 
MHQ: 
MHAT: 
MHX: 
MHAE: 
MHAM: 
MHAO: 
MHAL: 
MHAQ: 
MHAY: 
MVR: 
MVI: 
MVG: 
MVE: 
ASU: 
ASI: 
ASS: 
AEU: 
AAP: 
AAZ: 
AAT: 
AAO: 
AAN: 
AAH: 
AACN: 
AACT: 
GAN: 
BTO: 
BTRE: 
BTRH: 
BTRA: 
XCC: 
XCC1290(lig2)
XCB: 
XCA: 
XCP: 
XCV: 
XAC: 
XAC1341(lig2)
XCI: 
XCT: 
XCU: 
XCN: 
XCW: 
XCR: 
XCM: 
XCF: 
XCJ: 
XFU: 
XAX: 
XAO: 
XOO: 
XOO1875(lig2)
XOM: 
XOO1771(XOO1771)
XOP: 
XOY: 
XOR: 
XOZ: 
XSA: 
XTN: 
XFR: 
XGA: 
XVE: 
XPE: 
SML: 
Smlt3530(ligB)
SMT: 
BUJ: 
SMZ: 
SMD_3111(ligC)
SACZ: 
AOT14_16160(ligA_1)
STEK: 
SRH: 
SLM: 
PSU: 
PSD: 
LCP: 
LEZ: 
LEM: 
LEN_2441(ligB)
SNJ: 
LRZ: 
VCH: 
VCF: 
VCE: 
VCJ: 
VCO: 
VC0395_A1148(ligA-2)
VCR: 
VC395_1659(ligA-2)
VCM: 
VCM66_1483(ligA-2)
VCI: 
VCL: 
VCQ: 
VCS: 
VCX: 
VCZ: 
VVU: 
VVY: 
VVM: 
VVL: 
VPA: 
VPB: 
VPK: 
VPF: 
VPH: 
VCA: 
VAG: 
VEX: 
VHR: 
VNA: 
VSP: 
VEJ: 
VFU: 
VNI: 
VAN: 
LAG: 
VAU: 
VCY: 
VCT: 
VTU: 
VFL: 
VMI: 
VBR: 
VSC: 
VFI: 
VFM: 
VSA: 
AWD: 
PPR: 
PBPRB1093(NMB2048)
PGB: 
GHO: 
PMY: 
PMK: 
PPU: 
PPF: 
PPG: 
PPW: 
PPT: 
PPB: 
PPI: 
PPX: 
PPUH: 
PPUT: 
PPUN: 
PPUD: 
PFV: 
PMON: 
PMOT: 
PMOS: 
PPJ: 
POR: 
PST: 
PSB: 
PSYR: 
PSP: 
PFO: 
PFS: 
PFE: 
PFC: 
PFW: 
PFB: 
PFF: 
PFX: 
PPZ: 
PMAN: 
PTV: 
PSA: 
PSZ: 
PSR: 
PSC: 
PSJ: 
PSH: 
PSTU: 
PSTT: 
PBM: 
PBA: 
PBC: 
PSK: 
PRH: 
PSW: 
PPV: 
PSES: 
PSEC: 
PKR: 
PFK: 
ABR: 
ABAZ: 
SON: 
SFR: 
SAZ: 
SBL: 
SBM: 
SBN: 
SBP: 
SBT: 
SBS: 
SBB: 
SLO: 
SPC: 
SHP: 
SSE: 
SPL: 
SHE: 
SHM: 
SHN: 
SHW: 
SHL: 
SWD: 
SWP: 
SVO: 
ILO: 
ILI: 
CPS: 
COM: 
COZ: 
PHA: 
PAT: 
PSM: 
PSEO: 
PIA: 
PPHE: 
PBW: 
PRR: 
PTN: 
PLZ: 
MAQ: 
MHC: 
MAD: 
MBS: 
MPQ: 
MARI: 
MLQ: 
AMC: 
AMH: 
AMAA: 
AMAL: 
AMAE: 
AMAO: 
AMAD: 
AMAI: 
AMAG: 
AMAC: 
AMB: 
AMG: 
AMK: 
ALT: 
AAL: 
AAUS: 
ASP: 
ASQ: 
AAW: 
GAG: 
GNI: 
GPS: 
PIN: 
FBL: 
SPOI: 
ZAL: 
LHA: 
MAH: 
TCX: 
MEJ: 
MEC: 
CYQ: 
CZA: 
ALV: 
TVI: 
TMB: 
MPUR: 
SSAL: 
SPIU: 
WMA: 
ABO: 
ABO_2702(ligA)
ADI: 
APAC: 
ALN: 
AXE: 
MMW: 
MME: 
MPC: 
TOL: 
TOR: 
OAI: 
MARS: 
OCE: 
SEDS: 
THO: 
EBH: 
NMA: 
NME: 
NMB2048(ligA-2)
NMP: 
NMBB_2353(ligA-2)
NMH: 
NMC: 
NMN: 
NMT: 
NMI: 
NMD: 
NMM: 
NMS: 
NMQ: 
NMW: 
NMZ: 
NMX: 
NGO: 
NGK: 
NLA: 
NEL: 
NWE: 
KKI: 
RPJ: 
RMN: 
RIN: 
REU: 
CNC: 
CTI: 
CGD: 
BPM: 
BUT: 
X994_1381(a544R)
BTD: 
BGL: 
BGP: 
BGU: 
BUG: 
BGE: 
BGF: 
BGD: 
BGO: 
BYI: 
BUO: 
BUE: 
BUL: 
BUQ: 
BPLA: 
BUD: 
BXE: 
BXB: 
BPH: 
BPX: 
BPY: 
BFN: 
BCAI: 
PSPW: 
BBRO: 
BFZ: 
AXO: 
AXN: 
AXS: 
AXX: 
ADT: 
RFR: 
RSB: 
RAC: 
RHY: 
POL: 
PNA: 
AAV: 
AJS: 
DIA: 
AAA: 
ACK: 
ACRA: 
VEI: 
DAC: 
DEL: 
DTS: 
DHK: 
VAP: 
VPE: 
VPD: 
VAA: 
CTT: 
CTES: 
CKE: 
ADN: 
ADK: 
RTA: 
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azo0444(lig2) azo3130(dnaL)
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MEU: 
APP: 
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GOR: 
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SCO1202(ligB)
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SRC: 
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AMS: 
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CAI: 
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SYD: 
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ACA: 
ACM: 
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PHE: 
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CAT: 
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CBAT: 
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DDO: 
LAN: 
LVN: 
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MLT: 
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NDO: 
NOM: 
POM: 
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CHH: 
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SALT: 
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aq_1394(lig)
HTH: 
HTE: 
TAL: 
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DTH: 
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NMV: 
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LFP: 
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SOL: 
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SIA: 
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SII: 
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SIR: 
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NAC: 
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AOA65_0724(lig_1) AOA65_0957(lig_2) AOA65_1759(lig_3)
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LOKI: 
HAH: 
AGW: 
ARG: 
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Reference
1  [PMID:18647334]
  Authors
Sun Y, Seo MS, Kim JH, Kim YJ, Kim GA, Lee JI, Lee JH, Kwon ST
  Title
Novel DNA ligase with broad nucleotide cofactor specificity from the hyperthermophilic crenarchaeon Sulfophobococcus zilligii: influence of ancestral  DNA ligase on cofactor utilization.
  Journal
Environ. Microbiol. 10 (2008) 3212-24.
  Sequence
Reference
2  [PMID:23546841]
  Authors
Kim JH, Lee KK, Sun Y, Seo GJ, Cho SS, Kwon SH, Kwon ST
  Title
Broad nucleotide cofactor specificity of DNA ligase from the hyperthermophilic crenarchaeon Hyperthermus butylicus and its evolutionary significance.
  Journal
Extremophiles. 17 (2013) 515-22.
  Sequence
[hbu:Hbut_0421]
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