利用磁镊研究促旋酶与DNA的结合  

作　　者：张志强[1] 刘玉如[1] 谢平[1] 李伟[1] 窦硕星[1] 王鹏业[1] 

机构地区：[1]中国科学院物理研究所软物质物理重点实验室,北京凝聚态物理国家实验室,北京100190

出　　处：《科学通报》2012年第24期2269-2275,共7页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(10834014;10974248);国家重点基础研究发展计划(2009CB930704)资助

摘　　要：促旋酶(gyrase)在原核生物的生命活动中扮演着重要的角色,它是已知拓扑异构酶中,唯一能够向DNA引入负超螺旋的酶.本文中,我们利用磁镊(magnetic tweezers)对促旋酶和DNA的相互作用进行了单分子实时观测.实验发现,在不加入ATP时,促旋酶能够同时与两段DNA(G片段和T片段)结合,但这种结合较弱,施加0.7pN的外力就能逐渐破坏两者的结合;但加入高浓度的诺氟沙星后,促旋酶与DNA的结合明显增强,甚至能够抗衡5.9pN的外力.促旋酶还会影响超螺旋的几何尺度:不加入促旋酶时,DNA超螺旋的几何尺度由DNA所受拉力决定,而加入促旋酶后,超螺旋DNA几何尺度变小,并且主要由DNA与促旋酶的相互作用而不再是所受拉力所决定.而且促旋酶与正负超螺旋的结合能力不同,它更容易与正超螺旋结合.同时,发现促旋酶从DNA上解离的时间符合双指数分布.我们提出的模型能够很好地解释这个分布,并与他人提出的模型的结果进行了比较.

关 键 词：促旋酶 DNA 超螺旋 单分子 

分 类 号：R96[医药卫生—药理学]