上海
2025年12月18日，中国科学院生物物理研究所饶子和院士研究团队在Science Advances杂志发表了题为
Direct trapping of the transport-segment DNA by the central domain of type IIA topoisomerases的研究论文。本研究首次利用冷冻电镜解析了IIDNA拓扑异构酶（T4噬菌体）捕获转运片段DNA（Transport-segment DNA，T-DNA）的高分辨率结构（~3 Å，揭示了该酶催化循环中长期未知的关键中间态结构。该发现填补了领域内对于T-DNA如何被酶捕获与转运这一核心环节缺乏直接结构证据的空白。
研究观察到，这一捕获T-DNA的构象与已知的结合门片段DNA（Gate-segment DNA, G-DNA）的构象明显不同，提示该构象可能发生在G-DNA完成切割与重连之后。基于结构，研究人员提出了酶可沿暂时未释放的G-DNA滑动以实现连续催化的新模型。进一步的突变实验证实，C门区域的375位精氨酸对T-DNA的转运至关重要，这为设计靶向T-DNA转运过程的新型抑制剂提供了潜在靶点。此项工作为完整阐明II型拓扑异构酶的工作机制提供了关键的结构基础，并为开发针对此类酶的抗感染与抗肿瘤药物开辟了新的思路。
图：T4噬菌体II型DNA拓扑异构酶中心结构域Apo状态、结合G-DNA以及结合T-DNA的冷冻电镜结构
中国科学院生物物理研究所饶子和院士、陈瑜涛副研究员和李雪梅研究员为论文的共同通讯作者，博士研究生辛煜辉为第一作者，硕士研究生鲜润奇、刘丛荣、张偶佳参与了研究工作。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw2839
制版人： 十一
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