Топоизомераза ДНК-т

Топоизомераза, ДНК-т. * топаізамераза, ДНК-т. * topoisomerase or DNA t. — фермент, катализирующий превращения топоизомеров (см.) молекул двунитчатой ДНК. Известны 2 типа ДНК-т.: ДНК-топоизомераза I и ДНК-топоизомераза II (см.). Т. контролируют уровень суперскрученности ДНК, который может изменяться в процессе ее репликации, транскрипции, гомологичной рекомбинации, а также во время перестроек хроматина. Топоизомеразы релаксируют суперскрученные молекулы ДНК, снимая их внутреннее напряжение путем образования одно- или двухцепочечных разрывов с их последующим восстановлением (лигированием). По механизму действия ДНК-топоизомеразы I и II различаются. ДНК-т. I является мономерным белком, который релаксирует ДНК без затраты энергии путем одноцепочечных разрывов. ДНК-т. II функционирует в виде димеров, осуществляя АТФ-зависимое расщепление обеих цепей ДНК с последующим переносом цепей через разрыв и его лигированием. Для формирования одноцепочечного разрыва все Т. используют остаток тирозина, который осуществляет нуклеофильную атаку фосфатной группы ДНК с образованием фосфотирозина. В результате ферменты оказываются ковалентно связанными с 51или 31-концами ДНК в одноцепочечном разрыве. Образование такой ковалентной связи исключает необходимость затраты энергии при восстановлении фосфодиэфирной связи в одноцепочечном разрыве на заключительных стадиях реакции. У ДНК-т. I имеется один каталитический остаток тирозина на молекулу мономерного белка, а димеры ДНК-т. II содержат по одному каталитическому остатку на каждую субъединицу, что обеспечивает создание ступенчатого двухцепочечного разрыва в релаксируемой молекуле ДНК. Обнаружены по крайней мере два подтипа Т. — ДНК-т. I-IA и IB, которые, будучи неродственными ферментами как по первичной, так и пространственной структуре, выполняют аналогичные функции с помощью различных механизмов. До недавнего времени ДНК-т. IA считали исключительно прокариотическими ферментами, однако они были найдены и в клетках эукариот, включая человека, и названы ДНК-т. III.