Бактериялық топоизомераза IV: құрылымы, функциясы және антибиотиктерге сезімталдығы
Topoisomerase IV
Бактерия ферменті Топоизомераза IV туралы мақала. ДНҚ-ның байланыс нөмірін өзгертіп, репликациядан кейін ДНҚ-ны бөлуге көмектеседі. Топоизомераза IV, ДНҚ гиразасы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бактериялық фермент – топоизомераза IV, бактериялардағы екі II типті топоизомеразаның бірі, екіншісі – ДНК гираза. Гираза сияқты, топоизомераза IV да бір ДНК екі жіпті басқа ДНК екі жіп арқылы өткізе алады, соның нәтижесінде әр ферменттік қадамда ДНК-ның байланысу саны екі бірлікке өзгереді. Екеуі де А/В гетеродимерлерінің симметриялық гомодимерінен құралған гетеротетрамерлік құрылымға ие, олар әдетте ParC және ParE деп аталады.
Bacterial enzyme
Topoisomerase IV is one of two Type II topoisomerases in bacteria, the other being DNA gyrase. Like gyrase, topoisomerase IV is able to pass one double strand of DNA through another double strand of DNA, thereby changing the linking number of DNA by two in each enzymatic step. Both share a hetero 4 mer structure formed by a symmetric homodimer of A/B heterodimers, usually named ParC and ParE.
Функциялар
Топоизомераза IV клеткада екі функция атқарады. Біріншіден, ол ДНК репликациясынан кейін ДНК-ның байланысын ажыратуға, яғни декатенацияға жауапты. ДНК-ның қос спиральді құрылымы және жартылай консервативті репликация әдісі нәтижесінде жаңа репликацияланған екі ДНК тізбегі бір-бірімен байланысып қалады. Хромосоманың (және плазмидтердің) қыз жасушаларға бөлінуі үшін осы байланыстарды жою қажет, осылайша жасуша бөлінуі аяқталады. Топоизомераза IV-нің екінші функциясы – оң суперспиральдарды босаңсыту. Ол бұл қызметті ДНК гиразамен бөліседі, ол да оң суперспиральдарды босата алады. Гираза мен топоизомераза IV бірлесіп, транслокациялық ДНК полимеразаның алдында жинақталған оң суперспиральдарды жойып, ДНК репликациясының топологиялық кернеуге кедеріссіз жалғасуын қамтамасыз етеді. ДНК гиразалары – басқа организмдердегі аналогты ферменттер. Топоизомераза IV ДНК гираза сияқты оң суперспиральдарды босатады, бірақ соңғы фермент сияқты қосымша теріс суперспиральдарды құрамайды. Топоизомераза IV оң жақты түйіндерді шеше алады және оң жақты катенандарды, теріс суперспиральды ДНК молекулаларындағы жапсарлас орналасудың геометриялық ерекшелігіне сүйене отырып, оң жақты плектонемаларға әсер етпей ажырата алады.
Topoisomerase IV has two functions in the cell. First, it is responsible for unlinking, or decatenating, DNA following DNA replication. The double helical nature of DNA and its semiconservative mode of replication causes the two newly replicated DNA strands to be interlinked. These links must be removed in order for the chromosome (and plasmids) to segregate into daughter cells so that cell division can complete. Topoisomerase IV's second function in the cell is to relax positive supercoils. It shares this role with DNA gyrase, which is also able to relax positive supercoils. Together, gyrase and topoisomerase IV remove the positive supercoils that accumulate ahead of a translocating DNA polymerase, allowing DNA replication to continue unhindered by topological strain. DNA gyrases are analogous enzymes in other organisms. While topoisomerase IV does relax positive supercoils like DNA gyrase, it does not introduce further negative supercoiling like the latter enzyme. Topoisomerase IV can unknot right handed knots and decatenate right handed catenanes without acting on right handed plectonemes in negatively supercoiled DNA molecules, based on geometrical specificity of juxtapositions.
Клиникалық маңызы
Топоизомераза IV, мысалы, ципрофлоксацин сияқты хинолон тобына жататын антибиотиктердің әсер ететін нысанасы болып табылады.
Topoisomerase IV is also a target of antibiotics, such as the quinolone drugs, which include ciprofloxacin.