Sci Adv | 中科院物理所饶子和研究组解析II型拓扑异构酶捕获转运片段DNA的关键结构

本研究背景在于II型DNA拓扑异构酶对维持染色体拓扑稳定性的关键作用，其通过切割门片段DNA使转运片段DNA通过以解决DNA超螺旋问题，但T-DNA被捕获和转运的机制长期缺乏结构证据。研究目的是解析II型拓扑异构酶直接结合T-DNA的关键结构，以阐明其完整催化循环。结论显示，研究首次通过冷冻电镜解析了T4噬菌体II型拓扑异构酶捕获T-DNA的约3 Å分辨率结构，发现该构象不同于传统的G-DNA结合状态，更接近酶的apo状态，并提示酶可能沿已连接的G-DNA滑动以实现连续催化；突变实验进一步鉴定出C门区域的Arg375残基对T-DNA转运至关重要，该区域可能成为新型抑制剂靶点。该成果为理解II型拓扑异构酶工作机制提供了关键结构基础，并为抗感染和抗肿瘤药物设计指明了新方向。