DNA旋转酶

✍ dations ◷ 2025-09-18 20:36:43 #DNA旋转酶
DNA旋转酶(DNA Gyrase),经常简称为旋转酶,是一种II类的拓扑异构酶(Type II Topoisomerase)(EC编号5.99.1.3),它的酶作用底物为ccc型环状DNA(Covalently Closed Circular DNA),作用是加入负超螺旋(Negative Supercoil)或松弛正超螺旋(Positive Supercoil)。旋转酶可以让DNA形成一个环状的结构(拓扑学上来说是一个正超螺旋的环环状的结构),通过切开一段DNA并让另一段DNA通过形成一个负超螺旋的环状结构。在这个过程中环绕数(Linking Number)减少了2(从正超螺旋Lk=+1到负超螺旋Lk=-1,ΔLk=-2)。他的主要功用为纾解解旋酶解开DNA旋转时所造成的压力,因为解压缩旋转时会造成极大的逆旋转压。依据现今提出的酶学模型(如图) 旋转酶和cccDNA接合(G片段)形成Gyrase-DNA复合体;DNA被切开,但是形成的两段DNA末端的磷酸和旋转酶上的酪氨酸形成磷酸酯键,化学能被保留,这个过程不需要ATP;旋转酶将和G片段相邻的一段DNA(T片段)通过G片段的切开处,引入负超螺旋,这个过程消耗两个ATP,称为DNA的易位(DNA Translocation),喹诺酮类抗生素(Quinolones)阻碍这一步酶促反应;当DNA易位完成,切开的DNA的末端的羟基(3'-OH)攻击于旋转酶酪氨酸相结合的磷酸重新形成磷酸二酯键,这个过程不需要ATP,DNA-螺旋酶复合体回到图示的Gyrase-DNA复合体状态,螺旋酶可以脱离DNA或进入下一个引入负超螺旋的过程。细菌的染色体和质粒大多为环状,在DNA的转录和复制时有严重的拓扑问题(Topological Problem),因为在转录或复制时在聚合酶的前端会产生正超螺旋(根据拓扑学公式:Lk=Tw+Wr,解开双螺旋会使Tw减少,Lk在环状DNA没有打开的情况下不会改变,所以Wr一定增加)。产生的正超螺旋,当达到某种程度时会产生张力阻碍DNA双螺旋的解旋进而阻碍DNA的转录或复制。所以旋转酶必须引入负超螺旋或松弛正超螺旋来保证转录和复制正常进行。旋转酶只存在于细菌中,并没有在真核细胞发现这种酶,所以很多抗生素如喹诺酮类抗生素和新生霉素都以这个酶作为目标。喹诺酮类抗生素包括萘啶酸(Nalidixic acid)和诺氟沙星(Norfloxacin),很早就被用于治疗,但是直到发现旋转酶才明白它的作用机理:它们不阻碍旋转酶切开DNA链,但是阻碍DNA易位,DNA不能重新连接而使DNA形成碎片,起到杀菌的作用。

相关

  • 信息图形信息图形(Information graphics或Infographics),是指数据、信息或知识的可视化表现形式。信息图形主要应用于必须要有一个清楚准确的解释或表达甚为复杂且大量的信息,例如在各式
  • NMDARN-甲基-D-天门冬胺酸受体(英语:N-methyl-D-aspartate receptor,简称NMDA受体或NMDAR)为麸胺酸盐受体,是一个主要的分子装置,控制突触的可塑性与记忆功能。NMDA受体是一种离子型麸
  • 8世纪公元701年1月1日至800年12月31日的这一段期间被称为8世纪。武则天死后,李氏再度执掌大唐帝国,唐玄宗时期出现了开元盛世。安史之乱是唐由盛转衰的转折点,决定了8世纪后期军阀割
  • 游戏模块游戏模组,英文多简称为“MOD”、“Mod”(全称“Modification”),“修改”的名词含义。MOD通常对应可以修改的电子游戏,因此以电脑游戏为主。必须依赖与原作品方可执行游玩。游戏
  • 亚特兰提斯号亚特兰蒂斯号航天飞机(STS Atlantis OV-104)是美国国家航空航天局(NASA)肯尼迪航天中心(KSC)旗下,第四架实际执行太空飞行任务的航天飞机。它与发现号是姊妹机,属于NASA第二批制造的
  • 组氨酸解氨酶· cytoplasm· biosynthetic process组氨酸解氨酶(英语:Histidine ammonia-lyase,或称为组氨酸氨裂解酶或组氨酸酶)在人体中是一种由HAL基因编码的酶。组氨酸解氨酶将组氨酸转
  • 西班牙人一行: 伊莎贝拉一世 · 斐迪南二世 (阿拉贡) · 弗朗西斯科·皮萨罗 · 荷南·科尔蒂斯 · 依纳爵·罗耀拉 · 亚维拉的德兰 二行: 塞万提斯 · 弗朗西斯科·戈雅  
  • 大同盟战争大同盟战争(War of the Grand Alliance),又称九年战争,是一场发生于1688年至1697年法王路易十四在位时的第三场重要战争(前两场分别为遗产战争与法荷战争),这场战争是因为路易十四
  • 阿克塞尔·乌尔里希阿克塞尔·乌尔里希(德语:Axel Ullrich,1943年10月19日-),出生于德国西里西亚Lauban(1945年以来属波兰),德国癌症研究员,1988年以来任Martinsried马克斯·普朗克生物化学研究所分子生
  • 真核起始因子真核起始因子(英文:eukaryotic initiation factor,简称为eIF),又称为真核翻译起始因子,是指参与真核翻译起始这一过程的蛋白质。与原核起始因子只有三种(IF1、IF2、IF3)相比,真核起始