拓扑异构酶

为催化dna拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化dna链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状dna为底物。在闭环状双链dna的拓扑学转变中，要暂时的将dna的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为ⅰ型拓扑异构酶（top-oisomeraseⅰ），通过切断二个链来进行的称为ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅱ）。属于ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closingenzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的dna促旋酶、噬菌体t4的拓扑异构酶ⅱ以及真核细胞中依赖atp的拓扑异构酶ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φx174的基因a的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。ⅰ型拓扑异构酶不需要atp的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-oh末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-oh末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋dna在每一切断—结合反应中，使l数（参见dna拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状dna转变成具有螺旋结构的双链环状dna（图2），使单链dna打结（topologicalknot）或解结（图3）。另外在二个环状双链dna一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在ⅱ型拓扑异构酶中，dna促旋酶可单独催化闭环状dna产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要atp的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和t4拓扑异构酶ⅱ参与dna的复制和转录过程。参考资料出有图

【答案】：C本组题考查抗肿瘤药物的作用靶点。作用于微管的抗肿瘤药物主要有长春新碱和紫杉醇；作用于芳构酶的抗肿瘤药物主要有来曲唑和他莫昔芬；作用于拓扑异构酶Ⅰ的抗肿瘤药物有羟基喜树碱、伊立替康和拓扑替康；作用于拓扑异构酶Ⅱ的抗肿瘤药物主要有鬼臼毒素及其衍生物，如依托泊苷等；直接作用于DNA的抗肿瘤药物主要有烷化剂类及顺铂等。故本组题答案应选DCB。

抗双链DNA抗体又称为抗天然DNA抗体，是抗核抗体的一种类型，几乎所有红斑狼疮病人都有该抗体的升高。目前认为，它在红斑狼疮的发病中起一定的作用，在一些病人中，DNA的大分子可存在于循环血液中或者粘附于多种器官的微血管上，如肾脏、肺和脑组织，与血液中的自身抗体结合，形成循环免疫复合物，导致组织损伤。抗双链DNA抗体多见于狼疮性肾炎中，约50%以上的狼疮性肾炎病人循环血液中的DNA浓度较正常健康人高。但为什么会增高，如何增高，目前还不得而知，相信随着科学的发展，这些难题可逐步得到解决。一般认为抗双链DNA的效价与病情相平行，即病情活动时，抗DNA抗体效价升高，病情缓解时，效价降低。由于各地测定的方法不同，所以正常值也不同，一般来说，结合率要大于20%以上才有临床意义。

是的，可以发生。如S型菌是获得了R型菌的DNA，并且整合到了自己的DNA上，这就是一个重组的过程啊。不要以为重组就只是减数分裂时发生的。 无荚膜的R型细菌有非常重要的“感受态因子”位点，保证了S型细菌的DNA可以进入。S型细菌有荚膜，无“感受态因子”位点，不能作为受体菌直接培养而发生转化。那么S型细菌有可能变成R型细菌吗?当然有! 转化之所以会发生： 一、因为R型与S型的DNA可以同源区段配对，形成杂合细菌，通过分裂生殖形成R型和S型两种后代，不象许多人认为的（R型直接变成S型）； 二、无荚膜的R型有非常重要的感受态，保证了S型的DNA可以进入。反之则不会发生：S型有荚膜，无感受态，不能作为受体菌，若人为除去荚膜，培养出无荚膜的后代，它就同时丧失了毒性，变成R型，当然就会有了感受态。 三、真核生物的细胞膜表面结构与原核生物的大不相同，不会发生转化（转化本身只发生在同种菌株间或近缘菌株间）。我们可以放心去吃想吃的东西，包括被加热杀死的S型肺炎双球菌。 四、S型可以变成R型吗？当然可以！产荚膜细菌由于有黏液物质，菌落表面湿润、有光泽、黏液状，称光滑型—S型（smooth）；无荚膜细菌由于无黏液物质，菌落表面干燥、粗糙，称粗糙型—R型（rough）。自然状态下通过基因突变来完成，不是转化。人工方法是诱变，物理、化学方法都行，变过来的还能再变回.关于"一个细菌只能诱导机体产生一种抗体.这种说法正确吗?为什么?"的问题：抗原与抗体的关系正如一把钥匙开一把锁，一个细菌只能诱导机体产生一种抗体，但如果细菌变异了，那机体也会相应产生对应的抗体。

【答案】：D考查抗菌药的作用机制。替加环素为一新型四环素类药，通过与核糖体30S亚单位结合、而抑制细菌蛋白质合成；氨基糖苷类抑制细菌蛋白质合成的作用靶点包括：①在起始阶段；②在肽链延伸阶段；③在终止阶段。繁殖期、静止期杀菌药；氟喹诺酮类干扰细菌DNA回旋酶或拓扑异构酶Ⅳ，影响DNA的合成；利福平抑制敏感菌DNA依赖性RNA多聚酶，阻碍mRNA合成；多黏菌素作用机制为与革兰阴性杆菌细胞膜上的磷酸基结合，致细胞膜通透性增加，细菌膨胀、溶解死亡。

【答案】：B喹诺酮类药物的抗菌机制主要是抑制细菌DNA的回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ。真核细胞不含DNA回旋酶，故对细菌作用选择性高。

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双-和四苯咪唑（Chen等，CancerRes.1993,53,1332-1335;Sun等,J.Med.Chem.1995,38,3638-3644；Kim等,J.Med.Chem.1996,39,992-998），某些白屈菜生物碱（benzo[c]phenanthridine）和原小檗碱类生物碱（protoberberine）与合成的类似体（Makhey等，Med.Chem.Res.1995,5,1-12； Janin等，J.Med.Chem.1975，18，708-713；Makhey等，Bioorg.&Med.Chem.1996,4,781-791），以及bulgerain（Fujii等,J.Biol.Chem.1993，268，13160-13165），saintopin（Yamashita等，Biochemistry1991，30，5838-5845）和indolocarbazoles(Yamashita等，Biochemistry1992，31，12069-12075

DNA连接酶和拓扑异构酶的催化都属于共价催化。（） A.正确 B.错误 正确答案：

选C，喜树碱；很久没复习药理，刚去翻了一下药理书

DNA拓扑异构即“假设”每一个键都是可以极灵活的转动（方向与轴向都可以转），但是不能断，在这种情况下，如果一种分子没有办法变成另一种分子，那就是拓扑异构吧。拓扑学可不是一下子就能明白它是什么的，你有心的话看几天书才行。再看看别人怎么说的。

拓扑异构酶IV为2个C亚基和2个E亚基组成的四聚体，在DNA复制后期姊妹染色体的分离过程中起重要作用。其中C亚基由parC编码（金葡球菌由parA编码），负责DNA的断裂和重接；E亚基由parE（金葡球菌由grlB编码），催化ATP的水解。

内切酶主要是切外源DNA的，拓朴异构酶主要是解旋时用的，因为DNA解旋时速度很快，所以要用拓朴异构酶，否则刚解开以缠到一起了。

不需要,拓扑异构酶是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶。RNA转录需要的是解螺旋酶.但如果模板具有超螺旋结构,则需要拓扑异构酶解开超螺旋.

词性及解释 Part of speech and definition【医】DNA topoisomerase例句 SentencesOne of a group of enzymes that catalyzes the conversion of one isomer into another.异构酶一种能对一种异构体转化为另一种异构体进行催化物的一组酶To become changed into an isomeric form.异构变成了一种异构形式isomerization of petroleum hydrocarbons石油烃异构化Any of various mixtures of xylidine isomers.一种二甲基苯胺同分异构体的混合物isomerism of coordination compounds配合物的异构现象

【答案】：DNA回旋酶属于拓扑异构酶II，其功能为引入负超螺旋，消除复制叉前进过程中出现的扭曲张力。

【答案】：B本题考查的是抗菌药作用机制。喹诺酮类抗菌药物在细菌中的作用靶点是ⅡA型拓扑异构酶。ⅡA型拓扑异构酶有两种亚型：拓扑异构酶Ⅱ（又称DNA螺旋酶）和拓扑异构酶Ⅳ。磺胺类药物作用靶点是细菌的二氢叶酸合成酶。抗菌增效剂甲氧苄啶是二氢叶酸还原酶可逆性抑制药，阻碍二氢叶酸还原为四氢叶酸。青霉素类抑制黏肽转肽酶，从而抑制细菌细胞壁的合成。

【答案】：旋转酶(gyrase)是一种拓扑异构酶(typeⅡ)，它能将负超螺旋引入DNA分子，这将增加DNA的超线团化。拓扑异构酶Ⅰ使高度负超线团DNA松弛。因为单个拓扑异构酶突变将引起DNA拓扑性不可逆的变化，这在转录方面有十分明显的影响，因为功能性拓扑异构酶Ⅰ、旋转酶突变株最终将具有太多的松弛的DNA，这将阻碍成功的转录，如果不是暴露在造成DNA损伤的环境压力下(这可能造成DNA单链断裂)，双突变将保持超级线团DNA而突变株将存活。

【答案】B【答案解析】羟喜树碱主要通过干扰DNA拓扑异构酶Ⅰ的活性，从而抑制DNA合成，使肿瘤细胞死亡。依托泊苷为DNA拓扑异构酶Ⅱ抑制剂。

【答案】：C本题考查的是抗肿瘤药作用机制。喜树碱、羟基喜树碱是天然生物碱，靶点是拓扑异构酶Ⅰ；对其结构改造得到的半合成衍生物有盐酸伊立替康、盐酸拓扑替康，作用机制相同。其中，伊立替康是前药。

分为两类：一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II 拓扑异构酶（topoisomerase）是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶。 DNA拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶，他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态，拓扑异构酶参与了超螺旋结构模板的调节。主要存在两种哺乳动物拓扑异构酶

DNA拓扑异构酶存在于细胞核内,他们能够催化DNA链的断裂和结合,从而控制DNA的拓扑状态. DNA拓扑异构酶可以分两类：一类叫拓扑异构酶I,一类叫拓扑异构酶II.拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接,每次只作用于一条链,即催化瞬时的单链的断裂和连接,它们不需要能量辅因子如ATP或NAD.拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链．它们通常需要能量辅因子ATP.

DNA拓扑异构酶的作用是（） A.解开DNA双螺旋，便于复制 B.改变DNA分子拓扑构象，理顺DNA链 C.把DNA异构为RNA，因为复制需RNA引物 D.辨认复制起始点 正确答案：改变DNA分子拓扑构象，理顺DNA链

为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA（图 2），使单链DNA打结（topological knot）或解结（图3）。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。参考资料出有图

拓扑异构酶II其实又称DNA旋转酶，由两个A亚基和两个B亚基组成。旋转酶B亚基中存在ATP酶区域，可以结合并水解ATP。II型酶的ATP结合和水解，产物释放，驱动着DNA双螺旋的链转移过程。不知道你明白了没有。

拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链。

为催化dna拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化dna链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状dna为底物。在闭环状双链dna的拓扑学转变中，要暂时的将dna的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为ⅰ型拓扑异构酶（top-oisomeraseⅰ），通过切断二个链来进行的称为ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅱ）。属于ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closingenzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的dna促旋酶、噬菌体t4的拓扑异构酶ⅱ以及真核细胞中依赖atp的拓扑异构酶ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φx174的基因a的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。ⅰ型拓扑异构酶不需要atp的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-oh末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-oh末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋dna在每一切断—结合反应中，使l数（参见dna拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状dna转变成具有螺旋结构的双链环状dna（图2），使单链dna打结（topologicalknot）或解结（图3）。另外在二个环状双链dna一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在ⅱ型拓扑异构酶中，dna促旋酶可单独催化闭环状dna产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要atp的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和t4拓扑异构酶ⅱ参与dna的复制和转录过程。参考资料出有图

【答案】：A羟喜树碱属于拓扑异构酶Ⅰ抑制剂；甲氨蝶呤属于二氢叶酸还原酶抑制剂；依托泊苷属于拓扑异构酶Ⅱ抑制剂，用于治疗小细胞肺癌的首选药物之一。

【答案】：D本题考查抗肿瘤药物的作用机制。铂类（顺铂）作用于DNA化学结构；培美曲塞影响核酸合成；放线菌D作用于核酸转录；依托泊苷属于拓扑异构酶抑制剂；紫杉醇主要作用于有丝分裂M期，干扰微管合成。

下面关于DNA拓扑异构酶I和II差别的说法，其中正确的有（）。 A.I型使DNA的一条链发生断裂和再连接，而II型使DNA的两条链同时发生断裂和再连接B.I型催化反应不消耗ATP，II型需要消耗ATPC.I型主要与转录有关，II型与复制有关D.I型和II型都只能引入负超螺旋正确答案：I型使DNA的一条链发生断裂和再连接，而II型使DNA的两条链同时发生断裂和再连接；I型催化反应不消耗ATP，II型需要消耗ATP

【答案】：A本题考查的是抗肿瘤药的性质与结构。喜树碱类：作用于DNA拓扑异构酶鬼臼生物碱：DNA拓扑异构酶盐酸伊立替康：半合成，溶于水，属前药(喜树碱的酯

拓扑异构酶(topoisomerase)是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶。DNA拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶，他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态，拓扑异构酶参与了超螺旋结构模板的调节。哺乳动物中主要存在两种拓扑异构酶。DNA拓扑异构酶I通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的拓扑异构状态的变化;相反，拓扑异构酶II通过引起瞬间双链酶桥的断裂，然后打通和再封闭，以改变DNA的拓扑状态。哺乳动物拓扑异构酶II又可以分为αII型和βII型。拓扑异构酶毒素类药物的抗肿瘤活性与其对酶-DNA可分裂复合物的稳定性相关。这类药物通过稳定酶-DNA可分裂复合物，有效地将酶转换成纤维毒素。可分为两类一类叫拓扑异构酶I；一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链.它们通常需要能量辅因子ATP。

【答案】：B拓扑异构酶是一类可以改变DNA拓扑性质的酶，有Ⅰ和Ⅱ两种类型。Ⅰ型可使DNA的一股链发生断裂和再连接，反应无需供给能量。Ⅱ型又称为旋转酶，能使DNA的两股链同时发生断裂和再连接，需要由ATP提供能量。两种拓扑异构酶在DNA复制、转录和重组中都发挥着重要作用。

【答案】：D拓扑异构酶对DNA分子既能水解，又能连接磷酸二酯键。拓扑酶I可切断DNA 双链中的一股，使DNA在解链旋转时不致打结，适当时候又能把切口封闭，使DNA变成松弛状态。拓扑 酶I催化的反应不需要ATP。拓扑酶II在无ATP时,切断处于正超螺旋状态的DNA分子双链某一部 位,使超螺旋松弛;在利用ATP的情况下，松弛状态的DNA又进入负超螺旋,断端在同一酶的催化下连 接恢复。DNA分子一边复制，一边解链，因此拓扑酶在复制全过程中起作用。

DNA拓扑异构酶存在于细胞核内,他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态。DNA拓扑异构酶可以分两类：一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链,即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链．它们通常需要能量辅因子ATP。

DNA拓扑异构酶 DNA topoisomerase 为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。

拓扑异构酶发挥在DNA复制的整个时间。他的作用是解旋DNA，使DNA由负超螺旋结构变成部不螺旋的结构，而且是解旋，复制一段，从DNA复制的开始到结束都有他的参与。

可分为两类一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。E.coliDNA拓扑异构酶I又称ω蛋白，大白鼠肝DNA拓扑异构酶I又称切刻-封闭酶(nicking-closing enzyme )。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链．它们通常需要能量辅因子ATP。在拓扑异构酶II中又可以分为两个亚类：一个亚类是DNA旋转酶(DNA gyrase )，其主要功能为引入负超螺旋，在DNA复制中起十分重要的作用。迄今为止，只有在原核生物中才发现DNA旋转酶．另一个亚类是转变超螺旋DNA(包括正超螺旋和负超螺旋)成为没有超螺旋的松弛形式(relaxed form )。这一反应虽然是热力学上有利的方向，但不知道为什么它们仍然像DNA旋转酶一样需要ATP，这可能与恢复酶的构象有关。这一类酶在原核生物和真核生物中都有发现。 大肠杆菌的拓扑异构酶II(gyrase)除了引入负超螺旋以外．还具有形成或拆开双链DNA环连体和成结分子的能力。II类拓扑异构酶没有碱基序列特异性，它们可以和任何相交的两对双链DNA结合。DNA旋转酶有两个α亚基和两个β亚基。α亚基约105KDa，为gyrA基因所编码，具有磷酸二脂酶活性，可为萘啶酮酸(nalidixic acid )所抑制。A亚基约95KD，为graB基因所编码，具有ATP酶活性，可为新生霉素(novobiocin )所抑制。这两种药物均可抑制野生型大肠杆菌的DNA复制。可见DNA旋转酶为E．coli的复制所不可缺少的。在切断一条DNA双链后，两个a亚基各结合于切口的一个5"端，并贮藏了水解磷酸二酯键而获得的能量，由于该酶的整体性，因而DNA链的四个断头并无任意旋转的可能性。由于酶的别构效应，使完整的双链穿过切口，然后再重新形成磷酸二酯键。β亚基的功能在于水解ATP以使酶分子恢复原来的构象，以便进行下一轮反应。这一点可以用ATP的同系物β,γ-亚氨基ATP代替ATP而得到证实。因为这一同系物不能被DNA旋转酶所水解，但它确能促进第一轮拓扑异构反应，使负超螺旋增加，而妨碍以后进一步的拓扑异构反应。

是使超级螺旋松弛。所谓超级螺旋是DNA中张力积聚的形式。拓扑异构酶抑制成分是重要抗肿瘤药物，被认为通过稳定拓扑异构酶与DNA之间所形成的一种共价复合物来发挥作用，后者又为DNA复制机制设置了一障碍。科学家对以拓扑异构酶为作用目标的药物的药效起源仍不是很了解。本期封面图片所示为由于该药物的作用而造成的正向DNA超级螺旋的积累。DNA的这种超级缠绕会妨碍一种DNA聚合酶的前行，并且在阻止或破坏复制叉，从而导致细胞死亡过程中也可能扮演一个角色。

相同点：都能以dna为模板，从5"向3"进行核苷酸或脱氧核苷酸的聚合反应。 不同点 1、作用底物不同。rna聚合酶底物是ntp；dna聚合酶底物是dntp。 2、rna聚合酶作用不需要引物，而dna聚合酶作用需要引物。 3、rna聚合酶本身具有一定的解旋功能，而dna聚合酶没有，当需要解开双链的时候要解旋酶和拓扑异构酶的帮助。 4、rna聚合酶只具有5‘到3"端的聚合酶活性，而dna聚合酶不仅有5‘到3"端的聚合酶活性，还具有3‘到5"端的外切酶活性。保证dna复制时候校对，所以复制的忠实性高于转录的。 5、rna聚合酶通常作用于转录过程；dna聚合酶通常作用于dna复制过程

DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase）DNA具有拓扑性质。拓扑性质是指物体或图像作弹性移动而又保持物体不变的性质。碱基顺序相同但连环数/拓扑环绕数不同的两个双链DNA分子称为拓扑异构体。能催化DNA拓扑异构体互变的一类酶称为拓扑异构酶。

简单地说,拓扑异构酶针对的是DNA的拓扑学,也就是说解的是超螺旋.而解旋酶解开的是双螺旋之间的氢键

拓扑异构酶 IV为 2个 C亚基和 2个 E亚基组成的四聚体，在DNA复制后期姊妹染色体的分离过程中起重要作用。其中 C亚基由 parC编码（金葡球菌由parA编码），负责DNA的断裂和重接；E亚基由parE（金葡球菌由grlB编码），催化ATP的水解。

DNA在复制前不是以简单的双螺旋状态存在的，而是处于超螺旋状态，只有先用拓扑异构酶把超螺旋消除掉，产生一段双螺旋状态的DNA，才能让解链酶发挥作用。这一段复制完成后再一次复原，复制叉向前移动。参见网页链接

拓扑异构酶II其实又称DNA旋转酶，由两个A亚基和两个B亚基组成。旋转酶B亚基中存在ATP酶区域，可以结合并水解ATP。II型酶的ATP结合和水解，产物释放，驱动着DNA双螺旋的链转移过程。不知道你明白了没有。

拓扑异构酶（topoisomerase）是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶。

【答案】：C本组题考查抗肿瘤药物的作用靶点。作用于微管的抗肿瘤药物主要有长春新碱和紫杉醇；作用于芳构酶的抗肿瘤药物主要有来曲唑和他莫昔芬；作用于拓扑异构酶I的抗肿瘤药物有羟基喜树碱、伊立替康和拓扑替康；作用于拓扑异构酶Ⅱ的抗肿瘤药物主要有鬼臼毒素及其衍生物，如依托泊苷等；直接作用于DNA的抗肿瘤药物主要有烷化剂类及顺铂等。故本题答案应选C。

拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接。拓扑异构酶II能同时断裂并连接双股DNA链。

几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支，它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现一些孤立的问题，后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。 在数学上，关于哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。 哥尼斯堡（今俄罗斯加里宁格勒）是东普鲁士的首都，普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥，将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步，一天有人提出：能不能每座桥都只走一遍，最后又回到原来的位置。这个问题看起来很简单有很有趣的问题吸引了大家，很多人在尝试各种各样的走法，但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。 1736年，有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉，欧拉经过一番思考，很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化，他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点，而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成，能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析，欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍，最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。 在拓扑学的发展历史中，还有一个著名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理内容是：如果一个凸多面体的顶点数是v、棱数是e、面数是f，那么它们总有这样的关系：f+v-e=2。 根据多面体的欧拉定理，可以得出这样一个有趣的事实：只存在五种正多面体。它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。 著名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想，是世界近代三大数学难题之一。 四色猜想的提出来自英国。1852年，毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。” 1872年，英国当时最著名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题，于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878～1880年两年间，著名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文，宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久，泰勒的证明也被人们否定了。于是，人们开始认识到，这个貌似容易的题目，其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。 进入20世纪以来，科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后，由于演算速度迅速提高，加之人机对话的出现，大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年，美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿判断，终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就，他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。 上面的几个例子所讲的都是一些和几何图形有关的问题，但这些问题又与传统的几何学不同，而是一些新的几何概念。这些就是“拓扑学”的先声。什么是拓扑学？ 拓扑学的英文名是Topology，直译是地志学，也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。我国早期曾经翻译成“形势几何学”、“连续几何学”、“一对一的连续变换群下的几何学”，但是，这几种译名都不大好理解，1956年统一的《数学名词》把它确定为拓扑学，这是按音译过来的。 拓扑学是几何学的一个分支，但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。拓扑学对于研究对象的长短、大小、面积、体积等度量性质和数量关系都无关。 举例来说，在通常的平面几何里，把平面上的一个图形搬到另一个图形上，如果完全重合，那么这两个图形叫做全等形。但是，在拓扑学里所研究的图形，在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素，每一个图形的大小、形状都可以改变。例如，前面讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候，他画的图形就不考虑它的大小、形状，仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。 拓扑性质有那些呢？首先我们介绍拓扑等价，这是比较容易理解的一个拓扑性质。 在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念，但是讨论拓扑等价的概念。比如，尽管圆和方形、三角形的形状、大小不同，在拓扑变换下，它们都是等价图形。左图的三样东西就是拓扑等价的，换句话讲，就是从拓扑学的角度看，它们是完全一样的。 在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们连接起来，这样球面就被这些线分成许多块。在拓扑变换下，点、线、块的数目仍和原来的数目一样，这就是拓扑等价。一般地说，对于任意形状的闭曲面，只要不把曲面撕裂或割破，他的变换就是拓扑变幻，就存在拓扑等价。 应该指出，环面不具有这个性质。比如像左图那样，把环面切开，它不至于分成许多块，只是变成一个弯曲的圆桶形，对于这种情况，我们就说球面不能拓扑的变成环面。所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。 直线上的点和线的结合关系、顺序关系，在拓扑变换下不变，这是拓扑性质。在拓扑学中曲线和曲面的闭合性质也是拓扑性质。 我们通常讲的平面、曲面通常有两个面，就像一张纸有两个面一样。但德国数学家莫比乌斯(1790～1868)在1858年发现了莫比乌斯曲面。这种曲面就不能用不同的颜色来涂满两个侧面。 拓扑变换的不变性、不变量还有很多，这里不在介绍。 拓扑学建立后，由于其它数学学科的发展需要，它也得到了迅速的发展。特别是黎曼创立黎曼几何以后，他把拓扑学概念作为分析函数论的基础，更加促进了拓扑学的进展。 二十世纪以来，集合论被引进了拓扑学，为拓扑学开拓了新的面貌。拓扑学的研究就变成了关于任意点集的对应的概念。拓扑学中一些需要精确化描述的问题都可以应用集合来论述。 因为大量自然现象具有连续性，所以拓扑学具有广泛联系各种实际事物的可能性。通过拓扑学的研究，可以阐明空间的集合结构，从而掌握空间之间的函数关系。本世纪三十年代以后，数学家对拓扑学的研究更加深入，提出了许多全新的概念。比如，一致性结构概念、抽象距概念和近似空间概念等等。有一门数学分支叫做微分几何，是用微分工具来研究取线、曲面等在一点附近的弯曲情况，而拓扑学是研究曲面的全局联系的情况，因此，这两门学科应该存在某种本质的联系。1945年，美籍中国数学家陈省身建立了代数拓扑和微分几何的联系，并推进了整体几何学的发展。 拓扑学发展到今天，在理论上已经十分明显分成了两个分支。一个分支是偏重于用分析的方法来研究的，叫做点集拓扑学，或者叫做分析拓扑学。另一个分支是偏重于用代数方法来研究的，叫做代数拓扑。现在，这两个分支又有统一的趋势。 拓扑学在泛函分析、李群论、微分几何、微分方程额其他许多数学分支中都有广泛的应用。http://www.ikepu.com/maths/maths_branch/topology_total.htm

题主，别听那帮人瞎胡说！答案是C！我就纳闷了，怎么那么多人说选D！？？要不是解链酶先把双链DNA的氢键打开，形成复制叉，引物酶往哪里结合？又合成个屁的引物？？闹了半天双链DNA是被你们拿嘴扯开的？？引物酶的作用的确是在复制位置合成一段RNA，但前提是这里的DNA双螺旋已经被打开了，要不然合成的RNA跟谁互补配对？！知道上的答案不靠谱的不少，题主慎重啊！欢迎追问！

简单地说，拓扑异构酶针对的是DNA的拓扑学，也就是说解的是超螺旋。而解旋酶解开的是双螺旋之间的氢键

拓扑异构酶（oisomerase）是指通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来更正DNA连环数的酶。 基本介绍 中文名 ：拓扑异构酶 外文名 ：oisomerase 简介 ：存在于细胞核内的一类酶 特点 ：能够催化DNA链的断裂和结合 简介,临床使用,分类,第一类,第二类,化学反应,用途,作用,新发现, 简介 DNA拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶，他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态，拓扑异构酶参与了超螺旋结构模板的调节。哺乳动物中主要存在两种拓扑异构酶。DNA拓扑异构酶I通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的拓扑异构状态的变化；相反，拓扑异构酶II通过引起瞬间双链酶桥的断裂，然后打通和再封闭，以改变DNA的拓扑状态。哺乳动物拓扑异构酶II又可以分为αII型和βII型。拓扑异构酶毒素类药物的抗肿瘤活性与其对酶-DNA可分裂复合物的稳定性相关。这类药物通过稳定酶-DNA可分裂复合物，有效地将酶转换成纤维毒素。 临床使用 这些药物包括阿霉素（adriamycin）、放线霉素D（actinomycinD）、道诺梅素（daunomycin）、VP-16、VM-26（替尼泊苷teniposide或者表鬼臼毒素（epipodophyllotoxin）。相对来说，无论是临床，还是处在试验阶段的，作为哺乳动物异构酶II型毒素的药物较多 双-和四苯咪唑（Chen等，CancerRes.1993,53,1332-1335;Sun等,J.Med.Chem.1995,38,3638-3644；Kim等,J.Med.Chem.1996,39,992-998），某些白屈菜生物碱（benzo[c]phenanthridine）和原小檗碱类生物碱（protoberberine）与合成的类似体（Makhey等，Med.Chem.Res.1995,5,1-12； Janin等，J.Med.Chem.1975，18，708-713；Makhey等，Bioorg.&Med.Chem.1996,4,781-791），以及bulgerain（Fujii等,J.Biol.Chem.1993，268，），sainin（Yamashita等，Biochemistry1991，30，5838-5845）和indolocarbazoles(Yamashita等，Biochemistry1992，31，12069-12075)。 其他被确定的拓扑异构酶毒素则包括某些白屈菜生物碱（benzophenanthridine）和cinnoline化合物（见LaVoie等，美国专利6140328，以及WO01/32631）。尽管这些化合物大有用途，但是由于其较低的溶解性使得他们的套用受到限制。 2006年1月下旬，美国专利局连续授予了美国新泽西大学关于以拓扑异构酶（oisomerase）为作用靶位的氨基和硝基替代类药物的合成及套用的四个专利。 分类 可分为两类一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连线，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连线，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。E.coliDNA拓扑异构酶I又称ω蛋白，大白鼠肝DNA拓扑异构酶I又称切刻-封闭酶(nicking-closing enzyme )。拓扑异构酶II能同时断裂并连线双股DNA链．它们通常需要能量辅因子ATP。在拓扑异构酶II中又可以分为两个亚类：一个亚类是DNA旋转酶(DNA gyrase )，其主要功能为引入负超螺旋，在DNA复制中起十分重要的作用。迄今为止，只有在原核生物中才发现DNA旋转酶．另一个亚类是转变超螺旋DNA(包括正超螺旋和负超螺旋)成为没有超螺旋的松弛形式(relaxed form )。这一反应虽然是热力学上有利的方向，但不知道为什么它们仍然像DNA旋转酶一样需要ATP，这可能与恢复酶的构象有关。这一类酶在原核生物和真核生物中都有发现。 第一类 DNA拓扑异构酶能催化的反应很多，这里只能作简单叙述。DNA拓扑异构酶I对单链DNA的亲和力要比双链高得多，这正是它识别负超螺旋DNA的分子基础，因为负超螺旋DNA常常会有一定程度的单链区。负超螺旋越高，DNA拓扑异构酶I作用越快。现已知道，生物体内负超螺旋稳定在5%左右，低了不行，高了也不行。生物体通过拓扑异构酶1和II的相反作用而使负超螺旋达到一个稳定状态。现已发现，编码E．coli拓扑异构酶I的基因A发生突变，则会引起旋转酶基因的代偿性突变；否则，负超螺旋增高，细胞生活能力降低。拓扑异构酶I作用的碱基序列特异性不高，但切点一定在C的下游方向4个碱基(包括C本身)的位置。在将DNA单链切断后，拓扑异构酶I连线于切口的5端，并贮藏了水解磷酸二脂键的能量用以连线切口，因而拓扑异构酶I的作用不需能量供应。此外．拓扑异构酶I还能促进两个单链环的复性，其作用是解除复性过程所产生的链环数的负值压力，以使复性过程进行到底。如果在一个单链环上一个部位切断，而使另一部位绕过切口．则可产生三叶结结构分子 (trefoil knot)。如果有两个双链环，其中一个有一个切刻，拓扑异构酶1则可以将切刻对面的一条链切断，伎完整的双链环套进去，再连线起来而成为环连体分子(catenane)，以上这三种反应示于右图。拓扑异构酶I还能催化其他反应，这将在复制和重组的机制中再讲述。 第二类 大肠杆菌的拓扑异构酶II(gyrase)除了引入负超螺旋以外．还具有形成或拆开双链DNA环连体和成结分子的能力。II类拓扑异构酶没有碱基序列特异性，它们可以和任何相交的两对双链DNA结合。DNA旋转酶有两个α亚基和两个β亚基。α亚基约105KDa，为gyrA基因所编码，具有磷酸二脂酶活性，可为萘啶酮酸(nalidixic acid )所抑制。A亚基约95KD，为graB基因所编码，具有ATP酶活性，可为新生霉素(novobiocin )所抑制。这两种药物均可抑制野生型大肠杆菌的DNA复制。可见DNA旋转酶为E．coli的复制所不可缺少的。在切断一条DNA双链后，两个a亚基各结合于切口的一个5"端，并贮藏了水解磷酸二酯键而获得的能量，由于该酶的整体性，因而DNA链的四个断头并无任意旋转的可能性。由于酶的别构效应，使完整的双链穿过切口，然后再重新形成磷酸二酯键。β亚基的功能在于水解ATP以使酶分子恢复原来的构象，以便进行下一轮反应。这一点可以用ATP的同系物β,γ-亚氨基ATP代替ATP而得到证实。因为这一同系物不能被DNA旋转酶所水解，但它确能促进第一轮拓扑异构反应，使负超螺旋增加，而妨碍以后进一步的拓扑异构反应。 化学反应 DNA拓扑异构酶催化反应 很多，其反应本质是先切断DNA的磷酸二脂键，改变DNA的链环数之后再连线之，兼具DNA内切酶和DNA连线酶的功能．然而它们并不能连线事先已经存在的断裂DNA，也就是说，其断裂反应与连线反应是相互耦联的。拓扑异构酶（包括Ⅰ型和II型）都可以用符号转化模型进行解释（下图左中） 除了DNA拓扑异构酶可以产生异构变化以外，很多能够嵌入相邻碱基之间影响碱基堆集作用的试剂，特别是片状的染料分子．也能改变DNA的拓扑状态，最明显的例子就是溴化乙锭(ethidium bromide)。例如以SV40的CCC分子与溴化乙锭的结合试验为例，当没有染料时，此DNA为负超螺旋，具有较高的沉降常数(21S)；当加入染料分子与核苷酸之比为0.05时，沉降数降至l6S，此时DNA为没有超螺旋的松弛形式；当染料分子和核苷酸的比值增加到0.09时，沉降常数又上升到大约21S，此时DNA分子为正超螺旋。这种关系如上图右所示，不过要注意的是，溴化乙锭并没有改变Lk值，只不过是由溴化乙锭分子的嵌入，增加了局部DNA二级结构的紧缠状态。因而，随着嵌入染料分子数的增多，起初表现为负超螺旋的减少与消失，随后便是正超螺旋的增加。这与单链DNA结合蛋白促进负超螺旋转变为泡状结构的情况是类似的。 拓扑异构酶（oisomerase）:通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变DNA连环数的酶。DNA促旋酶。 DNA拓扑异构酶（DNA oisomerase） 为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（oisomeraseⅡ）。属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起著作用。Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）。将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA，使单链DNA打结（ological knot）或解结。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。 DNA 拓扑异构酶 I （DNA Topoisomerase I）催化4种反应： ①超螺旋的松弛； ②绳结(knot)的形成； ③环状双链分子的形成； ④环状双链分子的连线。本酶由于来源于小牛胸腺，与来源于原核生物的酶性质不同，即使在Mg2+不存在的条件下也显示活性。而且，原核生物由来的DNA Topoisomerase I 只作用负链的超螺旋分子，而本酶则能使正负两方的超螺旋分子均形成松散型。 用途 DNA的结构转换和解析 Ⅱ型拓扑异构酶 Ⅱ型拓扑异构酶巧妙地执行了打开DNA双螺旋的过程。它将DNA的一个双螺旋结构切开，并让另一个螺旋从缺口处穿过，在此之后一个双螺旋便被打开。这里显示的图片是由两个蛋白构建的：这个编号为1bgw的蛋白具有拓扑异构酶的下半部分结构，另外一个编号为1eil的蛋白来自于一个旋转酶的结构域，它与拓扑异构酶的上部很相似。拓扑异构酶具有很高的催化活性，它具有一些类似于“门”的结构，控制着DNA进入到其上面的两个裂口内。 此处用红色显示的两个酪氨酸与DNA链相结合并形成共价键，并且这种紧密的结合方式直到DNA重新恢复为止。 作用 是使超级螺旋松弛。所谓超级螺旋是DNA中张力积聚的形式。拓扑异构酶抑制成分是重要抗肿瘤药物，被认为通过稳定拓扑异构酶与DNA之间所形成的一种共价复合物来发挥作用，后者又为DNA复制机制设定了一障碍。科学家对以拓扑异构酶为作用目标的药物的药效起源仍不是很了解。本期封面图片所示为由于该药物的作用而造成的正向DNA超级螺旋的积累。DNA的这种超级缠绕会妨碍一种DNA聚合酶的前行，并且在阻止或破坏复制叉，从而导致细胞死亡过程中也可能扮演一个角色。 新发现 DNA螺旋与拓扑异构酶相互作用的新发现 一个荷兰人领导的国际性研究组在分子水平上破解了自然释放DNA中积累起来的扭曲张力的机制。来自Delft理工大学、Ecole Normale Superieure和Sloan-Kettering研究所的研究人员将他们的发现公布在3月31日的《自然》杂志上，并成为这一期杂志的封面。 IB型拓扑异构酶能够释放DNA链中积累的扭力。研究过程中，研究人员能够在分子水平上跟踪一个单个的拓扑异构酶分子一段时间内在单个DNA分子上的活动。拓扑异构酶能够夹着DNA、切开两个DNA链中的一个并使DNA在与粘性末端重新结合在一起前变得舒展。在灵敏的检测仪器的帮助下，研究人员能够测量不同参数，如在酶空腔中的旋转的DNA的摩擦力。这项研究对DNA和这种酶之间的相互作用有了新的了解。 DNA的两个单链纽在一起并形成双螺旋结构，而双链的碱基对序列储存著遗传信息。在细胞分裂过程中，遗传物质被复制并且负责复制的酶必须能够将这些碱基序列转录。但是要实现这个过程就必须将需要转录的DNA部分变直。这种缠绕和舒展共存的DNA分子中产生了扭力，其扭力的大小随着细胞分裂过程的发展而增加。这种力能够延迟细胞分裂过程并且在一些情况下甚至终止分裂，而IB型拓扑异构酶则能减少这些扭力。 这种酶释放DNA扭力的步骤如下：拓扑异构酶先像夹子一样夹住双链DNA，然后瞬时穿过两条DNA链中的其中一条。DNA分子中积累的这种扭力然后在完整链附近被消磨掉。在旋转之后，这种酶再次紧紧抓住旋转的DNA并将断裂的链重新粘连起来。研究人员能够测定出这种拓扑异构酶在剪下和粘连过程之间卸掉的超螺旋的确切数目。 IB型拓扑异构酶工作的精确机制还对癌症研究有重要意义。能够抑制IB拓扑异构酶功能的药物已在临床上有所使用，但它们的使用可能在获得这些发现后得到改善。

关于拓扑异构酶，下列叙述错误的是（） A.TopII能使DNA一条链发生断裂和再连接，反应无需能量，TopI能使DNA两条链同时发生断裂和再连接 B.原核生物TopI只能消除负超螺旋，对正超螺旋无作用，真核生物TopI对正负超螺旋均能作用 C.TopI和TopII广泛存在于原核生物和真核生物中 D.TopII可引如负超螺旋，消除复制叉前进时出现的扭曲张力，有利于DNA双链解开 E.TopI主要同转录有关，TopII同复制有关 正确答案：

为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top-oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closingenzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA（图2），使单链DNA打结（topologicalknot）或解结（图3）。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。参考资料出有图

DNA拓扑异构酶催化反应很多，其反应本质是先切断DNA的磷酸二脂键，改变DNA的链环数之后再连接之，兼具DNA内切酶和DNA连接酶的功能．然而它们并不能连接事先已经存在的断裂DNA，也就是说，其断裂反应与连接反应是相互耦联的。拓扑异构酶（包括Ⅰ型和II型）都可以用符号转化模型进行解释（下图左中）除了DNA拓扑异构酶可以产生异构变化以外，很多能够嵌入相邻碱基之间影响碱基堆集作用的试剂，特别是片状的染料分子．也能改变DNA的拓扑状态，最明显的例子就是溴化乙锭(ethidium bromide)。例如以SV40的CCC分子与溴化乙锭的结合试验为例，当没有染料时，此DNA为负超螺旋，具有较高的沉降常数(21S)；当加入染料分子与核苷酸之比为0.05时，沉降数降至l6S，此时DNA为没有超螺旋的松弛形式；当染料分子和核苷酸的比值增加到0.09时，沉降常数又上升到大约21S，此时DNA分子为正超螺旋。这种关系如上图右所示，不过要注意的是，溴化乙锭并没有改变Lk值，只不过是由溴化乙锭分子的嵌入，增加了局部DNA二级结构的紧缠状态。因而，随着嵌入染料分子数的增多，起初表现为负超螺旋的减少与消失，随后便是正超螺旋的增加。这与单链DNA结合蛋白促进负超螺旋转变为泡状结构的情况是类似的。拓扑异构酶（topoisomerase）:通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变DNA连环数的酶。DNA促旋酶。DNA拓扑异构酶 DNA topoisomerase为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA（图 2），使单链DNA打结（topological knot）或解结（图3）。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。　DNA 拓扑异构酶 I （DNA Topoisomerase I）催化4种反应：①超螺旋的松弛；②绳结(knot)的形成；③环状双链分子的形成；④环状双链分子的连接。本酶由于来源于小牛胸腺，与来源于原核生物的酶性质不同，即使在Mg2+不存在的条件下也显示活性。而且，原核生物由来的DNA Topoisomerase I 只作用负链的超螺旋分子，而本酶则能使正负两方的超螺旋分子均形成松散型。