【科技前沿】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

背景：II型DNA拓扑异构酶是解决DNA超螺旋与缠结、维持染色体拓扑稳定性的关键酶，其通过切割门片段DNA（G-DNA）使转运片段DNA（T-DNA）通过。然而，T-DNA被酶捕获和转运的关键步骤长期缺乏直接结构证据。研究目的：中国科学院饶子和院士团队旨在解析II型拓扑异构酶直接结合T-DNA的结构，以阐明其完整催化机制。结论：该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的高分辨率结构，发现其构象不同于G-DNA结合状态，更接近酶的apo状态，并观察到松散结合的G-DNA信号。基于此提出了酶可能沿已连接的G-DNA滑动以进行连续催化的模型。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。该成果为理解II型拓扑异构酶的完整工作机制提供了关键结构基础，并为开发针对T-DNA转运过程的抗感染和抗肿瘤药物指明了新方向。