ДНК топоизомераза: общие сведения
ДНК-топоизомеразы, ДНК-релаксирующие ферменты (DNA topoisomerases, DNA-relaxing enzymes) [греч. topos — место, местность, греч. iso — равный и meros — доля, часть] — группа ферментов, осуществляющих превращение топологических изомеров ДНК друг в друга, благодаря чему контролируют уровень суперскрученности ДНК. По механизму действия ДНК-т. разделяют на два типа: ДНК-т. I (см. ДНК-топоизомераза I) и ДНК-т. II (ДНК-топоизомераза II). Для внесения одноцепочечных разрывов в ДНК все ДНК-т. осуществляют нуклеофильную атаку фосфатной группы ДНК с образованием в ферменте фосфотирозина, что сопровождается его ковалентным связыванием с 3'- или 5'-концами ДНК в одноцепочечном разрыве и, в свою очередь, исключает необходимость затраты энергии при восстановлении фосфодиэфирных связей в ДНК на заключительных этапах реакции. Впервые обнаружены Дж. Вангом в 1971 г. у E. coli.
В ядре клетки ДНК через равные промежутки прикрепляется к ядерному матриксу ; смещаясь вместе с ним, она закручивается. ДНК- топоизомеразы "распутывают" ДНК и играют важную роль в жизнедеятельности клетки. Для этого они соединяются с ДНК, разрезают и снова сшивают ее цепи. Топоизомераза I разрезает и затем сшивает одну цепь ДНК, топоизомераза II - сразу обе цепи. Эти ферменты устраняют сверхспирализацию, уменьшают торсионное напряжение и расцепляют петли ДНК, а также вставляют в нее комплементарные последовательности ДНК вирусов. ДНК-топоизомеразы необходимы для транскрипции, репликации и митоза.
ДНК-топоизомеразы служат мишенями цитостатиков . Ингибирование ДНК- топоизомераз входит в механизм действия и других препаратов ( амсакрина , антрациклинов ). Это вызывает повреждение ДНК, нарушает транскрипцию, репликацию и репарацию ДНК и в итоге ведет к гибели клетки.
Смотрите также:
