ДНК-Топоизомераза IB
К ДНК-топоизомеразам этого типа относятся эукариотическая ДНК-топоизомераза I , ДНК-топоизомераза I вируса осповакцины и ДНК-топоизомераза V Methanopyrus kandleri (из-за отсутствия гомологии с другими топоизомеразами, последнюю также выделяют в отдельный тип - ДНК-топоизомеразу типа IC , хотя механизм действия этого фермента схож с описанным ниже механизмом [ 26] ). ДНК-топоизомеразы этого типа могут эффективно релаксировать как отрицательные, так и положительные сверхвитки, внося разрыв в участок двухцепочечной ДНК.
Механизм релаксации ДНК-топоизомеразами IB отличен от такового у топоизомераз IA ( рис. 3 ). Фермент плотно охватывает молекулу ДНК, контактируя с ее сахарофосфатным остовом на протяжении 14 пар оснований. При расщеплении цепи тирозин активного сайта ковалентно присоединяется к 3'-OH концу. После этого 5'-конец цепи может свободно вращаться, так как связан с ферментом только неспецифическими ионными взаимодействиями [ 35 ]. Каждый поворот уменьшает число сверхвитков на 1; тем не менее, за время между событиями расщепления и соединения цепи (то есть за один каталитический акт) молекула ДНК может повернуться несколько раз, поэтому, в отличие от топоизомераз IA, число зацепления на каждом шаге меняется случайным образом на несколько единиц. Чем сильнее скручена ДНК, т.е. чем выше ее энергия, тем быстрее происходит релаксация [ 36 ]. На данный момент точно неизвестны конформационные превращения фермента, обеспечивающие вращение ДНК. Было предположено, что если фермент находится в "закрытой" конформации, его домены должны сдерживать вращение, поэтому после расщепления одной из цепей ДНК фермент снова переходит в "открытую" конформацию, в которой устраняется торсионное напряжение, затем фермент снова "закрывается", и разорванная цепь зашивается. Действительно, можно нарушить вращение ДНК, искусственно "закрыв" фермент с помощью введенных вблизи активного центра дисульфидных мостиков [ 37 ] . Однако, если мостики вводятся дальше от активного центра, так, чтобы имитировать закрытую конформацию нативного белка, вращение почти не нарушается [ 38 ]. Таким образом, существенного открывания фермента во время вращения ДНК не происходит. Несмотря на наличие большого количества структурных и биохимических данных, мы еще очень далеки от детального понимания механизма работы [ 26 ].
