研究目的
了解DNA旋转酶在活的大肠杆菌细胞中如何发挥作用，以及复制和转录过程中产生的拓扑问题是如何解决的。
研究成果
少量拓扑异构酶以过程性方式作用确保复制体顺畅推进，而大部分拓扑异构酶则参与维持染色体超螺旋的稳态水平。
研究不足
所使用的超分辨率技术无法与结构生物学研究的原子级精度相媲美，这限制了人们对单个促旋酶活性所能了解的程度。
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活体大肠杆菌中DNA旋转酶活性的单分子成像
DOI：10.1093/nar/gky1143
期刊：Nucleic Acids Research
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
细菌DNA旋转酶向染色体DNA引入负超螺旋，并松弛由复制及瞬时转录产生的正超螺旋。清除这些正超螺旋对复制叉推进、双链DNA整体解旋以及持续转录至关重要。为探究旋转酶如何应对这些拓扑挑战，我们利用活大肠杆菌细胞中的高速单分子荧光成像技术进行研究。结果显示，至少有300个旋转酶分子始终稳定结合在染色体上，其中每个复制叉附近约富集12个酶分子。通过环丙沙星捕获反应中间体，我们发现了处于催化状态的复合物。分散的旋转酶分子停留时间约为2秒，我们认为这维持了染色体负超螺旋的稳态水平；而靠近复制体的分子停留时间约8秒，这与它们在复制体前进前方持续催化正超螺旋松弛的功能相符。
作者：
Mathew Stracy，Adam J.M. Wollman，Elzbieta Kaja，Jacek Gapinski，Ji-Eun Lee，Victoria A. Leek，Shannon J. McKie，Lesley A. Mitchenall，Anthony Maxwell，David J. Sherratt，Mark C. Leake，Pawel Zawadzki
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