DNA拓扑异构酶

拓扑异构酶是在各种细胞过程（包括 DNA 复制和转录）中松弛过度缠绕的 DNA 分子的酶。 这些酶调节正负 DNA 超螺旋，而不改变核苷酸序列。 DNA 顺时针方向过卷会产生正超螺旋 DNA，而逆时针方向下卷会产生负超螺旋 DNA。

类型和作用机制

拓扑异构酶分为两种主要类型。 I型拓扑异构酶作用于双链DNA的一条链，又分为三类：IA、IB和IC。 IA 型与切割的 DNA 链的 5' 端形成共价键并去除负超螺旋。 它创造了一个单链突破，使相反的链可以通过，从而产生局部解开的 DNA 分子。 IB 型与断裂 DNA 链的 3' 端形成共价键，可以松弛正向和负向超螺旋 DNA。 酶使切割的单链围绕相反的链旋转，在此过程中解开 DNA 的扭曲。 IC型主要存在于古细菌中，与IB型具有相似的机制。 大多数 I 型拓扑异构酶不需要 ATP 来松弛超螺旋 DNA。 除了反向旋转酶之外，这种独特的 IA 型拓扑异构酶确实需要 ATP 并产生正 DNA 超螺旋而不是解开它们。

II 型拓扑异构酶是 ATP 依赖性酶，可切割 DNA 双螺旋的两条链。 它们分为两个亚型：IIA型和IIB型。 这些亚型以其蛋白结构域的结构和位置来区分。 两种亚型都有相似的机制； 他们将一环完整的超螺旋DNA转移到断裂的双链上，从而将线圈解开一个环。 细菌旋转酶属于IIA型拓扑异构酶，可以在DNA中引入负超螺旋，因此与所有其他已知的拓扑异构酶不同。