II型DNA拓扑异构酶通过暂时切断“门片段DNA”（G-DNA），使另一条双链DNA（T-DNA）通过，从而解决复制、转录及染色体分离过程中产生的超螺旋与缠结问题，是维持染色体拓扑稳定性不可或缺的酶类。此前研究已部分解析了与G-DNA结合的II型拓扑异构酶结构，但对于T-DNA被酶捕获和转运这一关键步骤，长期缺乏直接的结构证据。
日前，中国科学院生物物理研究所研究团队，解析了II型DNA拓扑异构酶直接结合转运片段DNA（T-DNA）的冷冻电镜结构。研究团队以T4噬菌体II型拓扑异构酶作为研究对象，揭示了这一类酶在催化反应循环中长期缺失的中间结构状态，对学界理解其完整工作机制具有重要意义。
团队通过冷冻电镜技术解析了溶液条件下，T-DNA被稳定捕获于II型拓扑异构酶中央腔室的三维结构（分辨率约3Å）。研究显示，该构象与传统的G-DNA结合构象明显不同，它更接近酶的apo状态。同时，在电子密度图中可观察到松散结合的G-DNA信号，这暗示该构象或发生于G-DNA被切割并重新连接之后。基于该结构证据，团队提出酶可能沿着已连接但暂未释放的G-DNA滑动，从而完成高效的连续催化。突变实验进一步表明，位于C门区域的氨基酸残基Arg375对T-DNA的转运具有重要作用，其电荷性质的改变会明显抑制酶的松弛超螺旋活性。上述发现提示，C门区域或成为未来II型拓扑异构酶抑制剂的重要靶点。
该研究为II型DNA拓扑异构酶的完整催化模型提供了关键结构基础，也为设计针对T-DNA转运过程的抗感染和抗肿瘤药物提供了新方向。
相关研究成果发表在《科学进展》（Science Advances）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院的支持。
论文链接
T4噬菌体II型DNA拓扑异构酶中心结构域Apo状态、结合G-DNA以及结合T-DNA的冷冻电镜结构
11月6日上午，淮北师范大学在滨湖校区行政楼309会议室召开博士点培育建设专题会。校领导毕明福、曹灯明出席会议，校党委常 近日，教育部联合国家卫生健康委、国家疾控局印发《关于切实抓牢幼儿园和小学近视防控关键阶段防控工作的通知》（以下简称《通知》），要求前移防控关口，抓牢幼儿园和小学近视防控关键阶段防控工作，有效减少幼儿和小学生近 本报北京11月14日讯（记者 高毅哲）今天，教育部、人力资源社会保障部召开2025届全国普通高校毕业生就业创业工作会议，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十届三中全会精 在内蒙古包头市第三十五中学的操场上，学生正在练习跑步体测项目，操场上的AI体育设备自动识别并记录运动数据。体育课上，通过AI体育设备，教师参考学生练习成绩，提高课堂效率，开展个性化教学。包头市 中国教育新闻网讯（记者 庄元）思政有“新意”，育人有活力。在枫叶红遍硕果盈枝的时节，少年儿童科技创享思政课在北京大学附属小学开讲。11月6日，来自航空航天、国防科技、自然资源、气象科学领域的 中国教育新闻网讯（记者 焦小新）近日，由广东以色列理工学院（以下简称“广以”）、广东省能量转换材料和技术重点实验室主办的“2024先进材料与柔性电子国际研讨会”成功举办。世界柔性电子领域知名 。本文链接：科学家揭示II型拓扑异构酶捕获转运片段DNA的关键结构http://www.sushuapos.com/show-12-2326-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
下一篇： 溶液热力学和绿色化学的交叉研究获进展