Обратная гираза
Обратная гираза представляет собой уникальный фермент термофильных прокариот, в котором объединены два домена - домен хеликазы суперсемейства 2 и топоизомеразы IA . Обратная гираза обладает способностью направленно вносить положительные сверхвитки в ДНК при участии ATP. Фактически, она функционирует как ДНК-шаперон, предотвращая нежелательное плавление ДНК и образование протяженных одноцепочечных участков при высоких температурах. Изолированный хеликазный домен обратной гиразы обладает ATPазной и ДНК-связывающей активностью, однако не является хеликазой , т.е. не способен активно перемещаться вдоль ДНК и разделять цепи ДНК. Изолированный топоизомеразный домен обладает активностью топоизомеразы IA, т.е. может только релаксировать отрицательно сверхспирализованную ДНК. Тем не менее, у полного двухдоменного фермента ДНК-релаксирующая активность управляется ATP-связывающим доменом и полностью подавлена при отсутствии ATP [ 12 ]. Такие же результаты были получены при исследовании недавно обнаруженной двусубъединичной обратной гиразы из археи Nanoarchaeum equitans , где топоизомеразный и хеликазный домены представляют собой разные полипептиды, при объединении которых образуется фермент с активностью обратной гиразы [ 31 ].
Согласно имеющимся биохимическим данным, хеликаза в составе обратной гиразы функционирует как ATP-зависимый переключатель ( рис. 2 ): хеликаза в комплексе с ATP имеет высокую аффинность к одноцепочечной ДНК, после гидролиза ATP сродство к одноцепочечной ДНК уменьшается, а к двухцепочечной увеличивается, что приводит к образованию дуплекса ДНК [ 31 , 32 ]. Строго координированное действие топоизомеразы I приводит к стабилизации двухцепочечного состояния за счет внесения (+) сверхвитка. При использовании негидролизуемых аналогов ATP фермент может вносить как (+) , так и (-) сверхвитки [ 33 , 34 ]. Детальный механизм работы ATP-переключателя и координации работы двух доменов обратной гиразы пока неясен.
