Ligasa

En bioquímica, ligasa (del latín lig(āre) “juntar”, “unir”) son aquellas enzimas que catalizan la unión de dos moléculas a partir de la formación de enlaces covalentes acompañado por la hidrolisis del ATP.^[1]​

Nomenclatura

El nombre común de las enzimas ligasa también incluyen la ligasa de ADN, una enzima usada comúnmente en laboratorios de biología molecular para unir fragmentos de ADN. Otros nombres comunes para llamar a las ligasas son: sintetasa, porque es usada para sintetizar nuevas moléculas, o carboxilasa cuando son usadas para añadir dióxido de carbono a una molécula.

Categoría EC 6.1 (forma enlaces C-O)

EC 6.1.1 ligasas formadoras de Aminoacil-tARN o compuestos relacionados

EC 6.1.1.1 tirosina—tARN ligasa

EC 6.1.1.2 triptófano—tARN ligasa

EC 6.1.1.3 treonina—tARN ligasa

EC 6.1.1.4 leucina—tARN ligasa

EC 6.1.1.5 isoleucina—tARN ligasa

EC 6.1.1.6 lisina—tARN ligasa

EC 6.1.1.7 alanina—tARN ligasa

EC 6.1.1.8 eliminada

EC 6.1.1.9 valina—tARN ligasa

EC 6.1.1.10 metionina—tARN ligasa

EC 6.1.1.11 serina—tARN ligasa

EC 6.1.1.12 aspartato—tARN ligasa

EC 6.1.1.13 D-alanina-poli(fosforibitol) ligasa

EC 6.1.1.14 glicina—tARN ligasa

EC 6.1.1.15 prolina—tARN ligasa

EC 6.1.1.16 cisteína—tARN ligasa

EC 6.1.1.17 glutamato—tARN ligasa

EC 6.1.1.18 glutamina—tARN ligasa

EC 6.1.1.19 arginina—tARN ligasa

EC 6.1.1.20 fenilalanina—tARN ligasa

EC 6.1.1.21 histidina—tARN ligasa

EC 6.1.1.22 asparagina—tARN ligasa

EC 6.1.1.23 aspartato—tARN^Asn ligasa

EC 6.1.1.24 glutamato—tARN^Gln ligasa

EC 6.1.1.25 eliminada

EC 6.1.1.26 pirrolisina—tARN^Pyl ligasa

EC 6.1.1.27 O-fosfoserina—tARN ligasa

EC 6.1.1.28 eliminada

EC 6.1.2 ácido—alcohol ligasas (ester sintasas)

EC 6.1.2.1 D-alanina—(R)-lactato ligasa

EC 6.1.2.2 nebramicina 5' sintasa

EC 6.1.3 ciclo-ligasas

EC 6.1.3.1 olefina β-lactona sintetasa

Categoría EC 6.2 (forma enlaces C-S)

EC 6.2.1 Ácido-tiol ligasas

EC 6.2.1.1 acetato—CoA ligasa

EC 6.2.1.2 CoA ligasa de ácidos de cadena media

EC 6.2.1.3 de cadena larga-graso-acid—CoA ligasa

EC 6.2.1.4 succinato—CoA ligasa (GDP-formador)

EC 6.2.1.5 succinato—CoA ligasa (ADP-formador)

EC 6.2.1.6 glutarato—CoA ligasa

EC 6.2.1.7 colato—CoA ligasa

EC 6.2.1.8 oxalato—CoA ligasa

EC 6.2.1.9 malato—CoA ligasa

EC 6.2.1.10 ácido—CoA ligasa (GDP-formador)

EC 6.2.1.11 biotina—CoA ligasa

EC 6.2.1.12 4-cumarato—CoA ligasa

EC 6.2.1.13 acetato—CoA ligasa (ADP-formador)

EC 6.2.1.14 6-carboxihexanoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.15 araquidonato—CoA ligasa

EC 6.2.1.16 acetoacetato—CoA ligasa

EC 6.2.1.17 propionato—CoA ligasa

EC 6.2.1.18 citrato—CoA ligasa

EC 6.2.1.19 proteína ligasa de ácidos grasos de cadena larga

EC 6.2.1.20 [proteína acarreadora de acilos] ligasa de ácidos grasos de cadena larga

EC 6.2.1.21 eliminada, transferida a EC 6.2.1.30

EC 6.2.1.22 [citrato (pro-3S)-liasa] ligasa

EC 6.2.1.23 dicarboxilate—CoA ligasa

EC 6.2.1.24 fitanato—CoA ligasa

EC 6.2.1.25 benzoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.26 o-succinilbenzoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.27 4-hidroxibenzoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.28 3α,7α-dihidroxi-5β-colestanato—CoA ligasa

EC 6.2.1.29 eliminada, transferida a EC 6.2.1.7

EC 6.2.1.30 fenilacetato—CoA ligasa

EC 6.2.1.31 2-furoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.32 antranilato—CoA ligasa

EC 6.2.1.33 4-clorobenzoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.34 trans-feruloil-CoA sintasa

EC 6.2.1.35 acetato—[proteína acarreadora de acilos] ligasa

EC 6.2.1.36 3-hidroxipropionil-CoA sintasa

EC 6.2.1.37 3-hidroxibenzoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.38 (2,2,3-trimetil-5-oxociclopent-3-enil)acetil-CoA sintasa

EC 6.2.1.39 [butirosina-proteína acarreadora de acilos]—L-glutamato ligasa

EC 6.2.1.40 4-hidroxibutirato—CoA ligasa (formadora de AMP)

EC 6.2.1.41 3-[(3aS,4S,7aS)-7a-metil-1,5-dioxo-octahidro-1H-inden-4-il]propanoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.42 3-oxocolest-4-en-26-oato—CoA ligasa

EC 6.2.1.43 2-hidroxi-7-metoxi-5-metil-1-naftoato—CoA ligasa

EC 6.2.1.44 3-(metiltio)propionil—CoA ligasa

EC 6.2.1.45 enzima activadora de ubiquitina E₁

EC 6.2.1.46 L-alo-isoleucina:holo-[proteína acarreadora de CmaA peptidilo] ligasa

EC 6.2.1.47 [acil-carrier-proteína ] ligasa de ácidos grasos de cadena media

EC 6.2.1.48 carnitina-CoA ligasa

EC 6.2.1.49 adenililtransferasa FadD28 de ácido graso de cadena larga

EC 6.2.1.50 4-hidroxibenzoato adenililtransferasa FadD22

EC 6.2.1.51 4-hidroxifenilalcanoato adenililtransferasa FadD29

EC 6.2.1.52 luciferina de Lampyris—CoA ligasa

EC 6.2.1.53 L-prolina—[proteína acarreadora de L-prolilos] ligasa

EC 6.2.1.54 D-alanina—[proteína acarreadora de D-alanilos] ligasa (26 de abril de 2018)

EC 6.2.1.55 enzima activadora de E1 SAMP

EC 6.2.1.56 4-hidroxibutirato—CoA ligasa (ADP-formador)

EC 6.2.1.57 adenilasa/transferasa FadD23 ácido graso de cadena larga

EC 6.2.1.58 isoftalato—CoA ligasa

EC 6.2.1.59 adenilasa/transferasa FadD26 de ácido graso de cadena larga

EC 6.2.1.60 marinolato—CoA ligasa

Categoría EC 6.3 (forma enlaces C-N)

EC 6.3.1 ácido-amoniaco (o amina) ligasas (amida sintasas)

EC 6.3.1.1 aspartato—amonia ligasa

EC 6.3.1.2 glutamina sintetasa

EC 6.3.1.3 eliminada, transferida a EC 6.3.4.13

EC 6.3.1.4 aspartato—amonio ligasa (formador de ADP)

EC 6.3.1.5 NAD⁺ sintasa

EC 6.3.1.6 glutamato—etilamina ligasa

EC 6.3.1.7 4-metileneglutamato—amonia ligasa

EC 6.3.1.8 glutationilspermidina sintasa

EC 6.3.1.9 tripanotiona sintasa

EC 6.3.1.10 adenosilcobinamida-fosfato sintasa

EC 6.3.1.11 glutamato—putrescina ligasa

EC 6.3.1.12 D-aspartato ligasa

EC 6.3.1.13 L-cisteína:1D- mio-inositol 2-amino-2-desoxi-α-D-glucopiranósido ligasa

EC 6.3.1.14 diftina—amonia ligasa

EC 6.3.1.15 8-desmetilnovobiocato sintasa

EC 6.3.1.16 eliminada, transferida a EC 6.3.3.6

EC 6.3.1.17 β-citrilglutamato sintasa

EC 6.3.1.18 γ-glutamilanilida sintasa

EC 6.3.1.19 procarionte ubiquitina-like proteína ligasa

EC 6.3.1.20 lipoato—proteína ligasa

EC 6.3.2 ligasas de aminoácidos (péptido sintasas)

EC 6.3.2.1 pantoato—β-alanina ligasa (formadora de AMP)

EC 6.3.2.2 glutamato—cisteína ligasa

EC 6.3.2.3 glutatión sintasa

EC 6.3.2.4 D-alanina—D-alanina ligasa

EC 6.3.2.5 fosfopantotenato—cisteína ligasa (CTP)

EC 6.3.2.6 fosforibosilamino imidazolsuccinocarboxamida sintasa

EC 6.3.2.7 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—L-lisina ligasa

EC 6.3.2.8 UDP-N-acetilmuramato—L-alanina ligasa

EC 6.3.2.9 UDP-N-acetilmuramoilalanina—D-glutamato ligasa

EC 6.3.2.10 UDP-N-acetilmuramoilalanil-tripéptido—D-alanil-D-alanina ligasa

EC 6.3.2.11 carnosina sintasa

EC 6.3.2.12 dihidrofolato sintasa

EC 6.3.2.13 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—2,6-diaminopimelato ligasa

EC 6.3.2.14 enterobactina sintasa

EC 6.3.2.15 eliminada, transferida a EC 6.3.2.10

EC 6.3.2.16 D-alanina—alanil-poli(glicerolfosfato) ligasa

EC 6.3.2.17 tetrahidrofolato sintasa

EC 6.3.2.18 γ-glutamilhistamina sintasa

EC 6.3.2.19 eliminada, transferida a EC 6.2.1.45, :EC 2.3.2.23 and :EC 6.3.2.20 indoleacetato—lisina sintetasa

EC 6.3.2.21 eliminada, transferida a EC 6.2.1.45 and :EC 2.3.2.27

EC 6.3.2.28 eliminada, transferida a EC 6.3.2.49

EC 6.3.2.22 eliminada, transferida a EC 6.3.1.14

EC 6.3.2.23 homoglutatión sintasa

EC 6.3.2.24 tirosina—arginina ligasa

EC 6.3.2.25 tubulina—tirosina ligasa

EC 6.3.2.26 N-(5-amino-5-carboxipentanoil)-L-cisteinil-D-valina sintasa

EC 6.3.2.27 eliminada, transferida a EC 6.3.2.38 y EC 6.3.2.39

EC 6.3.2.28 L-aminoácido α-ligasa

EC 6.3.2.29 cianoficina sintasa (L-aspartato-adding)

EC 6.3.2.30 cianoficina sintasa (L-arginina-adding)

EC 6.3.2.31 coenzima F₄₂₀-0:L-glutamato ligasa

EC 6.3.2.32 coenzima γ-F₄₂₀-2:α-L-glutamato ligasa

EC 6.3.2.33 tetrahidrosarcinapterina sintasa

EC 6.3.2.34 coenzima F₄₂₀-1:γ-L-glutamato ligasa

EC 6.3.2.35 D-alanina—D-serina ligasa

EC 6.3.2.36 4-fosfopantoato—β-alanina ligasa

EC 6.3.2.37 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanil-D-glutamato—D-lisina ligasa

EC 6.3.2.38 N²-citril-N⁶-acetil-N⁶-hidroxilisina sintasa

EC 6.3.2.39 aerobactina sintasa

EC 6.3.2.40 ciclopeptina sintasa

EC 6.3.2.41 N-acetilaspartilglutamato sintasa

EC 6.3.2.42 N-acetilaspartilglutamilglutamato sintasa

EC 6.3.2.43 [proteína lisW de la biosíntesis de lisina]—L-2-aminoadipato ligasa

EC 6.3.2.44 pantoato—β-alanina ligasa (ADP-formador)

EC 6.3.2.45 UDP-N-acetilmuramato L-alanil-γ-D-glutamil-meso-2,6-diaminoheptanodioato ligasa

EC 6.3.2.46 fumarato—(S)-2,3-diaminopropanoato ligasa

EC 6.3.2.47 dapdiamida sintasa

EC 6.3.2.48 L-arginina-específico L-amino acid ligasa

EC 6.3.2.49 L-alanina-L-anticapsin ligasa

EC 6.3.2.50 tenuazonato sintetasa

EC 6.3.2.51 fosfopantotenato—cisteína ligasa (ATP)

EC 6.3.2.52 jasmonoil—L-amino acid sintetasa

EC 6.3.2.53 UDP-N-acetilmuramoil-L-alanina—L-glutamato ligasa

EC 6.3.2.54 L-2,3-diaminopropanoato—citrato ligasa

EC 6.3.2.55 2-[(L-alanin-3-ilcarbamoil)metil]-3-(2-aminoetilcarbamoil)-2-hidroxipropanoato sintasa

EC 6.3.2.56 estafiloferrina B sintasa

EC 6.3.2.57 estafiloferrina A sintasa

EC 6.3.2.58 D-ornitina—citrato ligasa

EC 6.3.3 Ciclo-ligasas

EC 6.3.3.1 fosforibosilformilglicinamidina ciclo-ligasa

EC 6.3.3.2 5-formiltetrahidrofolato ciclo-ligasa

EC 6.3.3.3 destiobiotina sintasa

EC 6.3.3.4 (carboxietil)arginina-β-lactama sintasa

EC 6.3.3.5 O-ureido-D-serina ciclo-ligasa

EC 6.3.3.6 carbapenam-3-carboxilato sintasa

EC 6.3.3.7 Ni-sirohidroclorina a,c-diamida ciclasa reductiva

EC 6.3.4 Otras ligasas Carbono-Nitrógeno

EC 6.3.4.1 eliminada, transferida a EC 6.3.5.2

EC 6.3.4.2 CTP sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.4.3 formato—tetrahidrofolato ligasa

EC 6.3.4.4 adenilosuccinato sintasa

EC 6.3.4.5 argininosuccinato sintasa

EC 6.3.4.6 urea carboxilasa

EC 6.3.4.7 ribosa-5-fosfato—amonia ligasa

EC 6.3.4.8 imidazolacetato—fosforibosildifosfato ligasa

EC 6.3.4.9 biotina—[metilmalonil-CoA-carboxitransferasa] ligasa

EC 6.3.4.10 biotina—[propionil-CoA-carboxilasa (hidrolizante de ATP)] ligasa

EC 6.3.4.11 biotina—[metilcrotonoil-CoA-carboxilasa] ligasa

EC 6.3.4.12 glutamato—metilamina ligasa

EC 6.3.4.13 fosforibosilamina—glicina ligasa

EC 6.3.4.14 biotina carboxilasa

EC 6.3.4.15 biotina—(acetil-CoA-carboxilasa) ligasa

EC 6.3.4.16 carbamoil-fosfato sintasa (amonia)

EC 6.3.4.17 formato—dihidrofolato ligasa

EC 6.3.4.18 5-(carboxiamino) imidazol ribonucleotide sintasa

EC 6.3.4.19 tARN-Ile-lisidina sintetasa

EC 6.3.4.20 7-ciano-7-deazaguanina sintasa

EC 6.3.4.21 nicotinato fosforibosiltransferasa

EC 6.3.4.22 tARN-Ile²-agmatinilcitidina sintasa

EC 6.3.4.23 formato—fosforibosilaminoimidazol carboxamida ligasa

EC 6.3.4.24 tiramina—L-glutamato ligasa

EC 6.3.5.1 NAD⁺ sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.2 GMP sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.3 fosforibosilformilglicinamidina sintasa

EC 6.3.5.4 asparagina sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.5 carbamoil-fosfato sintasa (hidrolizante de glutamina glutamina)

EC 6.3.5.6 asparaginil-tARN sintasa (hidrolizante de hidrolising)

EC 6.3.5.7 glutaminil-tARN sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.8 eliminada, transferida a EC 2.6.1.85

EC 6.3.5.9 hidrógenobirinato, a,c-diamida sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.10 adenosilcobirato sintasa (hidrolizante de glutamina)

EC 6.3.5.11 cobirinato a,c-diamida sintasa

EC 6.3.5.12 Ni-sirohidroclorina a,c-diamida sintasa

EC 6.3.5.13 isoglutaminil lípido II sintasa (hidrolizante de glutamina)

Categoría EC 6.4 (forma enlaces C-C)

EC 6.4.1.1 piruvato carboxilasa

EC 6.4.1.2 acetil-CoA carboxilasa

EC 6.4.1.3 propionil-CoA carboxilasa

EC 6.4.1.4 metilcrotonoil-CoA carboxilasa

EC 6.4.1.5 geranoil-CoA carboxilasa

EC 6.4.1.6 acetona carboxilasa

EC 6.4.1.7 2-oxoglutarato carboxilasa

EC 6.4.1.8 acetofenona carboxilasa

EC 6.4.1.9 coenzima F430 sintetasa

Categoría EC 6.5 (forma ésteres fosfóricos)

EC 6.5.1.1 ADN ligasa (ATP)

EC 6.5.1.2 ADN ligasa (NAD⁺)

EC 6.5.1.3 ARN ligasa (ATP)

EC 6.5.1.4 ARN-fosfato-3'-terminal ciclasa (ATP)

EC 6.5.1.5 ARNfosfato -'-terminal ciclasa (GTP)

EC 6.5.1.6 ADN ligasa (ATP o NAD⁺)

EC 6.5.1.7 ADN ligasa (ATP, ADP or GTP)

EC 6.5.1.8 3'-fosfato/5'-hidroxi ligasa de ácidos nucleicos

Categoría EC 6.6 (forma enlaces de coordinación de un metal con ligantes de nitrógeno)

EC 6.6.1 Forman complejos de coordinación

EC 6.6.1.1 magnesio quelatasa

EC 6.6.1.2 cobaltoquelatasa

Clasificación

Las ligasas son clasificadas en seis subclases con un sistema EC-número bajo la categorización de EC 6.-.-.-. El segundo dígito define la naturaleza exacta del enlace:

• EC 6.1, incluye ligasas usadas para formar uniones oxígeno-carbono.
  • EC 6.1.1 Ligasas forman aminoacil-ARNt y compuestos relacionados.
  • EC 6.1.2 Ligasas ácido-alcohol (sintasas éster).
• EC 6.2, ligasa usadas para formar uniones carbono-azufre.
  • EC 6.2.1 Ligasas ácido-tiol.
• EC 6.3, incluye ligasas usadas para crear uniones carbono-nitrógeno.
  • EC 6.3.1 Ácido-amoniaco (o amina) ligasas (sintasas amida).
  • EC 6.3.2 Ligasas ácido-aminoácidos (péptido sintasas).
  • EC 6.3.3 Ciclo-ligasas.
  • EC 6.3.4 Otras ligasas carbono-nitrógeno.
  • EC 6.3.5 Carbono-nitrógeno ligasas con glutamina como amido-N-donador.
• EC 6.4, abarca ligasas que forman uniones carbono-carbono.
• EC 6.5, incluye ligasa que forman ésteres fosfóricos.
• EC 6.6, ligasa usadas como unión nitrógeno-metal.
  • EC 6.6.1 Formando complejos de coordinación.

ADN ligasas

 

ADN ligasa (ATP)

Uno de los grupos más importantes dentro de la clasificación de las ligasas son la ADN ligasa. La unión de las ADN ligasas está formada por dos cadenas de ADN que se forman usando un diéster fosfórico. Por lo que la ADN ligasas se encuentra dentro de la clasificación EC 6.5.

Las ADN ligasas fueron descubiertas en 1967 por los laboratorios de Gellert, Lehman, Richardson y Hurwitz esto representó un evento importante en la biología molecular. Estas son importantes para la replicación y reparación del ADN en todo el organismo. Las ligasas fueron esenciales para el desarrollo de clonación molecular y en varias ramificaciones posteriores de la biotecnología del ADN.^[2]​ La deficiencia genética de las ADN ligasas en humanos ha sido relacionada con varios síndromes clínicos caracterizados por inmunodeficiencia, sensibilidad a la radiación y anormalidades de desarrollo.^[3]​ Dentro de esta clasificación encontramos la ADN ligasa (ATP) y la ADN ligasa (NAD⁺) las cuales se encuentran registradas y aceptadas por el Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (NC-IUBMB) por sus siglas en inglés.^[4]​

ADN ligasa (ATP)

Cataliza la formación de un fosfodiéster en el lugar de un rompimiento de un ADN monocatenario dúplex. En cierta medida, el ARN también puede actuar como sustrato.

• Reacción: ATP + (desoxirribonucleótidos)_n + (desoxirribonucleótidos)_m = AMP + difosfato + (desoxirribonucleótidos)_n+m^[5]​

ADN ligasa (NAD+)

Tiene la misma acción que la ADN ligasa (ATP) de catalizar la formación de un fosfodiéster solo que en la reacción se utiliza NAD+ en lugar de ATP.

• Reacción: NAD⁺ + (desoxirribonucleótidos)_n + (desoxirribonucleótidos)_m = AMP + nicotinamida nucleótido + (desoxirribonucleótidos)_n+m^[6]​

ARN ligasas

Pertenecen al grupo de las ligasas y su función es la de formar enlaces fósforo-éster. Dentro de esta clasificación encontramos a la ARN ligasa (ATP).^[7]​

ARN ligasa (ATP)

Convierte el ARN lineal a una forma circular por transferencia

• Reacción: ATP + (ribonucleótido)_n + (ribonucleótido)_m = AMP + difosfato + (ribonucleótido)_n+m^[8]​

Ejemplos

• Piruvato carboxilasa
• Aminoacil ARNt sintetasa

Referencias

1. RANDOM HOUSE KERNERMAN WEBSTER’S COLLEGE DICTIONARY, Revised & Updated © 2010 K Dictionaries Ltd, by arrangement with Random House Information Group, an imprint of The Crown Publishing Group, a division of Random House, Inc. Copyright 2005, 1997, 1991 by Random House, Inc. All rights reserved.
2. Shuman, Stewart (26 de junio de 2009). «DNA Ligases: Progress and Prospects». Journal of Biological Chemistry (en inglés) 284 (26): 17365-17369. ISSN 0021-9258. PMID 19329793. doi:10.1074/jbc.r900017200. Consultado el 2 de abril de 2018. 
3. Ellenberger, Tom; Tomkinson, Alan E. (1 de junio de 2008). «Eukaryotic DNA Ligases: Structural and Functional Insights». Annual Review of Biochemistry 77 (1): 313-338. ISSN 0066-4154. doi:10.1146/annurev.biochem.77.061306.123941. Consultado el 2 de abril de 2018. 
4. «Enzyme Nomenclature EC 6.4 and EC 6.5». chem.qmul.ac.uk. Consultado el 2 de mayo de 2014. 
5. . chem.qmul.ac.uk. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2006. Consultado el 2 de mayo de 2014. 
6. «Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB)Enzyme Nomenclature. Recommendations EC 6.5.1 Ligases that form phosphoric-ester bonds». chem.qmul.ac.uk. Consultado el 2 de mayo de 2014. 
7. . chem.qmul.ac.uk. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2006. Consultado el 2 de mayo de 2014. 
8. . chem.qmul.ac.uk. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013. Consultado el 2 de mayo de 2014. 

• EC 6. Ligases del Departamento de Química de Queen Mary, University of London

•   Datos: Q410221
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