新生霉素模板.doc

新生霉素(novobiocin)是香豆素类抗生素代表药品, 对DNA回旋酶有很好抑制作用, 对多个癌细胞有抑制作用, 并能和抗癌药联合应用, 逆转抗癌药耐药性。 关键用于耐药性金葡菌引发感染, 如肺炎、 败血症等, 对严重感染疗效较差。 易引发细菌耐药性, 故宜和其它抗菌药品配伍应用。
又称回旋酶, 促旋酶, 旋转酶。 属于解链酶(unwinding enzymes)类中一个, 属拓扑异构酶II(type II topoisomerase; topo II), 该酶首先在大肠杆菌中发觉。 分别由两个α亚基和两个β亚基组成, 分子量4×10^5(其中, ×105, ×104)。 它作用是在水解ATP同时能使松弛态环状DNA转变为负超螺旋DNA。 这一作用很复杂, 包含三个步骤: (1)首先DNA回旋酶和DNA结合, 使环状DNA扭曲而形成一个“右手结”结构, 在这一过程中形成一个稳定正超螺旋, 同时又引入一个负超螺旋; (2)然后该酶在右手结背后打断双链DNA, 并将其搭在另一条双链前面, 这么就将右手性正超螺旋变为左手性负超螺旋; (3)最终将断点连接起来。 mol-1, 有利于将DNA双链分开。 在复制过程中, 当DNA新链在模板上形成后, DNA回旋酶将复制好DNA双链变为天然负超螺旋构型, 此过程需ATP水解供能。 若缺乏ATP, 则该酶催化负超螺旋松弛。
1、 DNA拓扑异构酶生物学特征
     DNA拓扑异构酶（Topo）普遍存在于各类生物种群中, 包含病毒、 原生动物、 真菌、 植物、 昆虫、 两栖类、 鸟类及哺乳动物正常和肿瘤细胞中, 是调整核酸空间结构动态改变, 控制核酸生理功效关键酸, 其生理学特征和肿瘤相关性研究引发大家广泛关注拓扑性是指含有在形状或图像逐一连续改变时保持不变特征。 DNA含有该性质。 在闭环DNA中, 不管DNA在双螺旋结构基础上怎样盘绕扭曲而组成复杂空间结构, 其咸基对组成、 数目、 次序均不改变。 DNA拓扑导构体分打结（knotting）和解结, 连环（catenating）和解连环、 超螺旋和松弛等多个类型。 70年代初, Wang首先从细菌中发觉并分离出抗扑异构酶Ⅰ（TopoⅠ）, 证实它能够催化DNA拓扑异构体之间相互变换, 是分子量约为100kD单般入蛋白。 拓扑异构酸Ⅱ（TopoⅡ）也称回旋酶（gyrase）, 它含有2个A亚基, 2个B亚基, 分别称为gyrA和gyrB。 TopoⅡ首先发觉于 1980年, 以后Miler等很快从Hela细胞核中得到均一酶。 DNA TopoⅡ是分子量为131～180kD多肽二聚体, 在一定条件下可深入降解成含有酶活性小分子多肽, 它们在结构上有相关性, 而且这些分子量较小多肽含有一样酶活性。
     DNA Topo生物学作用能够两种方法表现, 一是调整控制DNA超螺旋状态及打结或解结DNA环连体状态, 从而间接地影响细胞内核酸代谢过程。 二是直接参与那些需打断并重新连接DNA分子链细胞过程, DNA重组、 惨复、 转录及复制过程。 另外, Topo还参与转导、 姊妹染色体交换等生物过程。

     TopoⅠ和TopoⅡ是依据DNA Topo对单链DNA还是双链 DNA作用而划分、 前者介导一条链断裂, 以后者介导两条链断裂, 二者各包含若干亚型。
     人TopoⅠ是一个由单拷贝基因（在第20号染色体）编码单亚基蛋白。 分子量为100kD。 TopoⅠ催化DNA单链断链-再连接反应, 不需要高能辅助因子, 所以不能催化需能超螺旋结构。
TopoⅠ从共价闭环DNA移除负超螺旋, 是大肠杆菌必需酶。 在链片断反应中TopoⅠ转化DNA分子上共价磷酸化酪氨酸磷酸二酯键能量, 产生一个转化酪氨酸残基和一个磷酸化酪氨酸中间体也被发觉, 对TopoⅢ和两种Ⅱ类拓扑异构酶在旋转酶GyrA亚基和TopoⅣParC亚基上酪氨酸是必需。 这种破坏和连接DNA链机制也在很多位点特异重组酶中发觉, 后者用酪氨酸或丝氨酸作为高能磷酸蛋白连接到DNA。
整个TopoⅠ催化过程不需要ATP供能, 生理浓度ATP甚至能够抑制TopoⅠ活性, 而其次 ToPoⅠ可被多价阳离子如组蛋白、 多聚精氨酸、 多聚胺等活化。
     人TopoⅡ由170kD（TopoⅡ）和180kD（TopoⅡβ）两种形式组成。 是不一样转运过程产物: TopoⅡα由人17号染色体编码, TopoⅡβ则于3号染色体编码, 二者均能够和DNA形成稳定共价复合物。 TopoⅡ首先以非共价键方法和DNA 底物相结合, 在