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DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶
點擊次數(shù)：452 發(fā)布時間：2013-8-20
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的概念
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶為催化DNA拓?fù)鋵W(xué)異構(gòu)體相互轉(zhuǎn)變的酶之總稱，催化DNA鏈斷開和結(jié)合的偶聯(lián)反應(yīng)。
DNA拓樸異構(gòu)酶的分類
按照拓?fù)洚悩?gòu)酶將閉環(huán)狀雙鏈DNA異構(gòu)體化的方式，拓?fù)洚悩?gòu)酶可分為兩種方式：
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶
Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶（top-oisomeraseⅠ）：切斷一個鏈而改變DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的異構(gòu)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(xì)胞中存在的切斷-結(jié)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?fù)洚悩?gòu)酶不需要ATP的能量而催化異構(gòu)體化，作為反應(yīng)的中間產(chǎn)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(jié)合上起著作用。Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)化酶催化的反應(yīng)有下列各種：使超螺旋DNA在每一切斷—結(jié)合反應(yīng)中，使L數(shù)（參見DNA拓?fù)鋵W(xué)異構(gòu)體）發(fā)生一種變化，即松弛（relaxation）（圖1）。將互補(bǔ)的單鏈環(huán)狀DNA轉(zhuǎn)變成具有螺旋結(jié)構(gòu)的雙鏈環(huán)狀DNA（圖 2），使單鏈DNA打結(jié)（topological knot）或解結(jié)（圖3）。另外在二個環(huán)狀雙鏈DNA一個分子的一個鏈切斷時，形成鏈環(huán)狀二聚體的分子（ca-tenane）。真核細(xì)胞的拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ，參與核小體的形成，細(xì)菌的ω蛋白參與轉(zhuǎn)錄和某種轉(zhuǎn)位子的插入。
Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶（top-oisomeraseⅡ）：通過切斷DNA的兩條鏈來進(jìn)行拓?fù)洚悩?gòu)化。Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶，有存在于細(xì)菌中的DNA促旋酶、噬菌體T4的拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ以及真核細(xì)胞中依賴ATP的拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ等。在Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶中，DNA促旋酶可單獨催化閉環(huán)狀DNA產(chǎn)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(yīng)。促旋酶和T4拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ參與DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程。
另外，噬菌體λ的irt基因產(chǎn)物和噬菌體φX174的基因A的產(chǎn)物等也具有切斷—結(jié)合酶的活性，可認(rèn)為是拓?fù)洚悩?gòu)酶之一種。