Введение

Бактериальный фермент Топоизомераза IV – один из двух топоизомеразов типа II у бактерий, второй – ДНК-гираза. Подобно гиразе, топоизомераза IV способна пропускать одну двойную спираль ДНК через другую двойную спираль ДНК, тем самым изменяя топологический линк ДНК на два в каждом ферментативном цикле. Оба фермента имеют гетеротетрамерную структуру, образованную симметричным гомодимером гетеродимеров A/B, обычно называемых ParC и ParE.

Функции

Топоизомераза IV выполняет две функции в клетке. Во-первых, она отвечает за разъединение, или декатенацию, ДНК после репликации ДНК. Двойная спиральная структура ДНК и ее полуконсервативный способ репликации приводят к тому, что две вновь синтезированные цепи ДНК оказываются сцепленными. Эти сцепления необходимо устранить, чтобы хромосома (и плазмиды) могли распределиться в дочерние клетки, обеспечивая завершение клеточного деления. Вторая функция топоизомеразы IV в клетке – снятие положительных суперспиралей. Она разделяет эту роль с ДНК-гиразой, которая также способна снимать положительные суперспирали. Вместе гираза и топоизомераза IV удаляют положительные суперспирали, накапливающиеся перед движущейся ДНК-полимеразой, позволяя репликации ДНК продолжаться, не сдерживаемой топологическим напряжением. ДНК-гиразы являются аналогичными ферментами в других организмах. Хотя топоизомераза IV снимает положительные суперспирали, как и ДНК-гираза, она не вводит дополнительную отрицательную суперспираль, в отличие от последнего фермента. Топоизомераза IV способна распутывать правозакрученные узлы и разделять правозакрученные катенаны, не воздействуя на правозакрученные плектонемы в отрицательно скрученных молекулах ДНК, благодаря геометрической специфичности взаимодействий.

Клиническое значение

Топоизомераза IV также является мишенью для антибиотиков, таких как хинолоны, в том числе ципрофлоксацин.