2024年4月11日,法国斯特拉斯堡大学Valérie Lamour以及巴黎文理研究大学生物学研究所Marc Nadal课题组的研究人员在Science上发表了题为Structural basis of DNA crossover capture by Escherichia coli DNA gyrase的文章。
DNA超螺旋必须由拓扑异构酶精确调节,以防止DNA缠结。IIA型DNA拓扑异构酶与两个DNA分子相互作用,使一个双链通过另一个双链的瞬时双链断裂进行传输,但由于结构仅来自缺乏拓扑约束的单线性双链DNA,这种相互作用仍然难以捉摸。
该研究发现了大肠杆菌DNA旋转酶捕捉到DNA交叉的结构基础。研究人员利用冷冻电镜解析了大肠杆菌DNA螺旋酶与负超螺旋小环DNA结合的结构。研究人员展示了DNA螺旋酶如何捕捉一个DNA交叉点,揭示了容纳DNA螺旋的两个保守分子沟。结合分子镊实验,该结构显示DNA交叉点具有正手性,从而在单一结构中协调了螺旋酶介导的DNA松弛和超螺旋的结合步骤。