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DNA拓撲異構酶
點擊次數：479 發布時間：2013-8-20
DNA拓撲異構酶的概念
DNA拓撲異構酶為催化DNA拓撲學異構體相互轉變的酶之總稱，催化DNA鏈斷開和結合的偶聯反應。
DNA拓樸異構酶的分類
按照拓撲異構酶將閉環狀雙鏈DNA異構體化的方式，拓撲異構酶可分為兩種方式：
DNA拓撲異構酶
Ⅰ型拓撲異構酶（top-oisomeraseⅠ）：切斷一個鏈而改變DNA的拓撲結構的異構化方式，屬于此類的有如大腸桿菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11萬的單個多肽鏈所成）及各種真核細胞中存在的切斷-結合酶（nicking-closing enzyme，分子量約6萬5千—7萬的及分子量約10萬的）。Ⅰ型拓撲異構酶不需要ATP的能量而催化異構體化，作為反應的中間產物，在原核生物來說是游離型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端與酶形成共價鍵，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端與酶形成共價鍵。此酯鍵中所貯存的能量，可能在切斷端的再結合上起著作用。Ⅰ型拓撲異構化酶催化的反應有下列各種：使超螺旋DNA在每一切斷—結合反應中，使L數（參見DNA拓撲學異構體）發生一種變化，即松弛（relaxation）（圖1）。將互補的單鏈環狀DNA轉變成具有螺旋結構的雙鏈環狀DNA（圖 2），使單鏈DNA打結（topological knot）或解結（圖3）。另外在二個環狀雙鏈DNA一個分子的一個鏈切斷時，形成鏈環狀二聚體的分子（ca-tenane）。真核細胞的拓撲異構酶Ⅰ，參與核小體的形成，細菌的ω蛋白參與轉錄和某種轉位子的插入。
Ⅱ型拓撲異構酶（top-oisomeraseⅡ）：通過切斷DNA的兩條鏈來進行拓撲異構化。Ⅱ型拓撲異構酶，有存在于細菌中的DNA促旋酶、噬菌體T4的拓撲異構酶Ⅱ以及真核細胞中依賴ATP的拓撲異構酶Ⅱ等。在Ⅱ型拓撲異構酶中，DNA促旋酶可單獨催化閉環狀DNA產生超螺旋，這是*的。其它二個型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，還可催化促旋酶的催化反應。促旋酶和T4拓撲異構酶Ⅱ參與DNA的復制和轉錄過程。
另外，噬菌體λ的irt基因產物和噬菌體φX174的基因A的產物等也具有切斷—結合酶的活性，可認為是拓撲異構酶之一種。