抗癌药物对DNA拓扑异构酶活性的影响

 本文比较了正常组织与肿瘤组织中DNA拓扑异构酶Ⅱ的活力,证实异常增殖的肿瘤组织或细胞的酶活力较正常组织高。同对,我们选用了几类有代表性的抗癌药物或中草药成分,观察了它们对拓扑异构酶Ⅱ的影响。结果表明一些抗癌药物在低浓度时对Ⅱ型酶的解结反应等有明显的抑制作用。因此,肿瘤组织中解结活性异常增高说明Ⅱ型酶可能是抗癌药物的一种靶蛋白;对解结活性的抑制有可能为寻找新的抗癌药物提供一条途径。     

拓扑异构酶Ⅱ的结构、功能及作用机制研究进展

拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶,它们能够催化DNA链的断裂和结合,从而调控DNA的拓扑状态,在基因复制、转录、重组、修复和染色体重塑过程中参与了DNA超螺旋结构模板的调节。拓扑异构酶通过催化切断DNA链的磷酸二酯键,产生DNA缺口而发挥作用,这种缺口可以改变DNA分子的拓扑结构,从而解决DNA缠结状态这一问题。在哺乳动物中,主要存在I型和II型两种拓扑异构酶。拓扑异构酶I(type I topoisomerase,Top1)催化产生DNA分子上的单链缺口,而拓扑异构酶II(type II topoisomerase,Top2)则催化产生DNA分子上的双链缺口。Top2在哺乳动物中又分为α亚型和β亚型。其中,Top2α的功能主要与细胞的增殖和多潜能性相关,而Top2β在神经发育中具有重要作用。本文就Top2的结构、功能和作用机制的相关研究进展作一综述。     

拓扑异构酶Ⅱ的结构、功能及作用机制研究进展北大核心CSCD

拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶,它们能够催化DNA链的断裂和结合,从而调控DNA的拓扑状态,在基因复制、转录、重组、修复和染色体重塑过程中参与了DNA超螺旋结构模板的调节。拓扑异构酶通过催化切断DNA链的磷酸二酯键,产生DNA缺口而发挥作用,这种缺口可以改变DNA分子的拓扑结构,从而解决DNA缠结状态这一问题。在哺乳动物中,主要存在I型和II型两种拓扑异构酶。拓扑异构酶I(type I topoisomerase,Top1)催化产生DNA分子上的单链缺口,而拓扑异构酶II(type II topoisomerase,Top2)则催化产生DNA分子上的双链缺口。Top2在哺乳动物中又分为α亚型和β亚型。其中,Top2α的功能主要与细胞的增殖和多潜能性相关,而Top2β在神经发育中具有重要作用。本文就Top2的结构、功能和作用机制的相关研究进展作一综述。     

DNA拓扑异构酶Ⅱ的多态转换模型

DNA拓扑异构酶Ⅱ是一种分子马达,它利用ATP水解产生的化学能,切断一条双链DNA片段(G segment),并让另一条双链DNA片段(T segment)从缺口处通过.对DNA拓扑异构酶Ⅱ的工作循环研究将有助于阐明其工作机理.本文根据已有实验资料,利用主方程方法构建了DNA拓扑异构酶n状态转变的随机跃迁模型,求得系统...     

DNA拓扑异构酶Ⅱ与ⅠA的进化分析

DNA拓扑异构酶与断开DNA链和改变其拓扑结构有关。先前的研究认为,拓扑异构酶TypeⅡB是由TypeⅡA通过基因的复制、重组和缺失所造成。然而,本研究结果则显示,TypeⅠA与TypeⅡB的进化关系较近,而TypeⅡA与TypeⅡB的关系较远。因此,TypeⅡB可能是由TypeⅠA演化而来,或者说,TypeⅡB是TypeⅠA在古细菌中的特化形式;TypeⅡB可能是由TypeⅡA通过形成TypeⅠA后演化而成的,而不是由TypeⅡA直接通过基因的复制、重组和缺失所造成。在由TypeⅡA演化成为TypeⅠA,最后演化为TypeⅡB的过程中,DNA拓扑异构酶的催化机制也发生了变化从需要金属离子的协助,演化到了不需要镁离子的存在协助其催化。     

细菌对喹诺酮类抗菌药的分子耐药机制

喹诺酮类是目前临床上应用较多的抗菌药。然而,喹诺酮类耐药菌时有出现。就细菌对喹诺酮类抗菌药主要耐药机制从分子水平作一综述。(1)一般认为,喹诺酮类抗菌药通过结合细菌Ⅱ类拓扑异构酶,干扰细菌复制,而发挥抑菌作用。Ⅱ类拓扑异构酶变异时,细菌可逃脱喹诺酮类的抑菌作用。高水平的耐药由DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ同时发生变异造成。(2)细菌细胞壁是抗菌药进入的屏障。细胞壁组分脂多糖和孔蛋白的改变,可减少喹诺酮类的通透。(3)有些细菌可利用“外排泵”主动将喹诺酮类排出,降低喹诺酮类在菌体内的积累浓度。(4)细菌的其他一些代谢因素也可影响喹诺酮类的抑菌作用。     

Topotecan对癌细胞系SUD4和DOHH2的拓扑异构酶(Ⅰ,Ⅱ)的毒性作用

Ｔｏｐｏｔｅｃａｎ（ＴＰＴ）是类似天然抗癌药物喜树碱的半合成新药．为了阐明ＴＰＴ对拓扑异构酶的毒性作用,将癌细胞系ＳＵＤ４及ＤＯＨＨ２培养在不同浓度ＴＰＴ的培养基中,分别在培养８ｈ、１８ｈ后取样进行测试．结果表明：ＴＰＴ不仅作用于拓扑酶Ⅰ,也作用于拓扑酶Ⅱ,尽管对酶Ⅱ的影响非常小．应用新的流体细胞测量仪（ＦＡＣＳ－Ｖａｎｔａｇｅ）及免疫分析法对细胞培养时间、ＴＰＴ的浓度与拓扑酶中毒程度的动力学关系进行了研究．上述研究显示ＴＰＴ能影响拓扑异构酶Ⅱ（新观点）,同时强调在抗癌化学治疗中应结合使用酶Ⅰ及酶Ⅱ抑制剂．     

阿克拉霉素对顺铂和足叶乙甙杀伤卵巢癌细胞的影响

有效化疗药物的选择对于提高卵巢癌的治疗效果至关重要。本应用MTT法,分别测定了阿拉克霉素（Aclarubicin,ACR）血浆峰浓度与不同浓度顺铂（Cisplatin,CDDP）或足叶乙甙（Etoposide,VP-16）合用对SKOV3卵巢癌细胞24h的抑制率,并分析药物合并效应。采用荧光染色观察细胞凋亡;琼脂糖凝胶电泳检测DNA断裂;并用western印迹检测TopoII表达与药物作用之关系。结果表明,ACR对VP-16具有拮抗作用;与药物单用相比,二合用后使细胞凋亡率减少、DNA断裂减少,拓扑异构酶II表达增强。CDDP单用可以促进TopoII表达。ACR与CDDP和对卵巢癌细胞的抑制具有协同效果;表现为细胞凋亡率增加、DNA断裂增加,TopoII表达降低,尤其对TopoIIβ表达的抑制作用明显。因此认为：ACP与CDDP合用能够提高对卵巢癌细胞的抑制效果,TopoII是其重要的作用靶点。该结果对于临床治疗具有一定的参考意义。     

DNA拓扑异构酶Ⅱ与Ⅰ A的进化分析

DNA拓扑异构酶与断开DNA链和改变其拓扑结构有关。先前的研究认为，拓扑异构酶Type ⅡB是由Type ⅡA通过基因的复制、重组和缺失所造成。然而，本研究结果则显示，Type ⅠA与Type ⅡB的进化关系较近，而Type ⅡA与Type ⅡB的关系较远。因此，Type ⅡB可能是由Type ⅠA演化而来，或者说，Type ⅡB是Type ⅠA在古细菌中的特化形式；Type ⅡB可能是由Type ⅡA通过形成Type ⅠA后演化而成的，而不是由Type ⅡA直接通过基因的复制、重组和缺失所造成。在由Type ⅡA演化成为Type ⅠA，最后演化为Type ⅡB的过程中，DNA拓扑异构酶的催化机制也发生了变化：从需要金属离子的协助，演化到了不需要镁离子的存在协助其催化。     

DNA双链区的切割导致碱变性超螺旋质粒pBR322的分子内结节

为进一步研究碱变性超螺旋DNA(Ⅳ型DNA;DNA Ⅳ)的结构,对碱变性质粒pBR322进行了酶学分析并利用原子力显微镜(AFM)对新形成的DNA结构进行了观察和比较．在所有已检测的限制酶中只有PstⅠ可以切割质粒pBR322的Ⅳ型DNA分子,说明在这种变性的DNA分子中仍存在少数完整的限制酶识别位点．与碱变性DNA分子的闭合环状结构相反,AFM成像的结果显示PstⅠ处理后的DNA Ⅳ分子均为开放结构,同时这种分子包含明显的DNA结节．与DNA Ⅳ分子相比,这种DNA分子的表观长度缩短了大约11%．有意思的是,大肠杆菌拓扑异构酶Ⅳ(一种Ⅱ型拓扑异构酶)也可以在pBR322 DNA Ⅳ分子中引入分子内结节,而这种结节DNA分子仍然保持闭合状态．AFM的结果表明上述两种结节的DNA分子在表观长度及结节结构的尺寸上均比较相似．这些发现证实,在碱变性的超螺旋DNA分子中仍然保留着一些长度较短的、含有特异性碱基配对的DNA双链区,而在这些区域内的DNA双链断裂可以导致DNA结节．     

新生霉素抑制拓扑异构酶Ⅱ对多瘤病毒DNA合成的影响

本文报告了Ⅱ型拓扑异构酶抑制剂——新生霉素对多瘤病毒DNA合成的抑制作用,发现新生霉素对细胞和病毒DNA的体外合成具有不同的抑制曲线。新生霉素在复制过程中抑制复制中间物转变成成熟的病毒DNA分子的过程,同时影响病毒DNA分子的负超螺旋密度。本文结果提示Ⅱ型拓扑异构酶是病毒DNA复制末期所必须的酶。     

耻垢分枝杆菌宿主整合因子(IHF)对DNA拓扑结构的影响

结核分枝杆菌(Mycobaterium tuberculosis)是结核病的病原菌,每年导致数百万人死亡.对于分枝杆菌基本生物学特性的研究有助于新的药物及治疗手段的研发.耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)是分枝杆菌属中的一种非致病菌,与结核分枝杆菌亲缘关系较近,是实验室常用的研究分枝杆菌的模式菌种.分枝杆菌主要编码三种染色质蛋白,类组蛋白HU、Lsr2和宿主整合因子IHF.为研究IHF在染色体包装中的作用,我们在大肠杆菌中表达、纯化了耻垢分枝杆菌IHF蛋白(MsIHF),并对其影响DNA拓扑结构的性质进行了系统分析.体外研究的结果表明,MsIHF以同二聚体的形式存在,其对负超螺旋DNA具有一定的结合偏好性,同时,该蛋白可以有效地固定DNA负超螺旋.进一步的研究表明,MsIHF可以调控拓扑异构酶的活性.MsIHF的结合明显地抑制拓扑异构酶Ⅰ的松弛活性,而与此相反,该蛋白可以轻微地促进旋转酶引入DNA负超螺旋的能力.以上结果提示,MsIHF可能通过调控拓扑异构酶的活性影响染色体DNA的结构,进而调控其包装.     

NB901的细胞毒作用及对拓扑异构酶Ⅱ活性的影响

DNA拓扑异构酶是抗肿瘤药物的一个重要靶点,近年来已发现许多不同类型的化合物对该靶酶有作用[1]．NB901是一种新合成的单核着类似物[2],具有较强的细胞毒作用[3]．本实验采用中性红（NR）染色法观察了NB901体外细胞毒作用和DNA拓扑异构酶（topoisomerase）Ⅱ活性的影响．1实验材料NB901为北京医科大学药学院合成,分子量280,淡黄色粉末,易溶于水．中性红（C15H17N4Cl）,北京化工厂生产,AR级．蛋白酶K,牛血清白蛋白（BSA）及腺苷三磷酸（ATP）均购自Sigma公司．细胞系：人肝癌细胞BEL7402及人巨细胞肺癌细胞PGT由北京…     

核多角体病毒感染昆虫细胞的DNA拓扑异构酶性质的研究

核多角体病毒(Nuclear polyhedrosis virus)的核酸是双股环状DNA,在病毒颗粒中呈超螺旋状态。超螺旋DNA复制时,一般皆有超螺旋解旋过程。为了解这一机制,本文报道了从NPV感染的家蚕中肠组织中分离细胞核,经过羟基磷灰石、磷酸纤维素柱层析,ssDNA-纤维素亲和层析,纯化了DNA拓扑异构酶I,SDS-PAGE测定分子量为47kd,最适Mg~(++)浓度约为5mM。AcNPV感染的TN368细胞DNA拓扑异构酶I总活力较正常细胞酶活力高1～3倍,且活力的提高与病毒增殖平行。讨论了昆虫细胞DNA拓扑异构酶I的性质及其与NPV复制的关系。     

一种钒配合物LMC 抑制DNA 拓扑异构酶?的抗肿瘤作用

目的：探讨钒配合物LMc对拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ（Topo-Ⅰ、Topo-Ⅱ）的影响及其抗肿瘤活性。方法：采用DNA松弛实验观察LMC对Topo-Ⅰ、活性的影响并探讨其相关分子作用机制;采用MTT法、流式细胞术在细胞水平观察了IMC的抗肿瘤作用。结果：LMC可明显抑制Topo-Ⅰ活性,对Topo-Ⅱ无明显抑制作用,对多种肿瘤细胞株A549、Hela、BEL-7402具有明显抑制生长的作用,且可将细胞阻断在G2／M期,而对正常细胞株L-02生长无明显影响。结论：钒配合物LMC具有抑制Topo-Ⅰ活性而发挥抗肿瘤的作用。     

DNA拓扑异构酶的研究进展

<正> 七十年代以来,发现了一类能改变DNA拓扑性质的酶,称之为拓扑异构酶(简称拓扑酶)。拓扑酶在许多与DNA有关的遗传功能中具有重要的作用。因此,对拓扑酶的研究一直非常活跃。这类酶的活性表现在体外系统中催化DNA的各种拓扑异构化反应。然而在体内,特别在动物细胞中,拓扑酶的生物学功能仍不清楚。虽然在体外测定系统中,拓扑酶可以单独催化DNA的各种拓扑异构化反应,但近年来的结果显示,其体内活性似乎需要其他蛋白的参与,同时可能存在共价修饰的调控机制。笔者的工作涉及一种动物温度敏感变     

LRP、TOPO-II在非小细胞肺癌中的协同表达及其临床意义

目的 探讨肺耐药蛋白(lung resistance protein,LRP)和DNA拓扑异构酶Ⅱ(topoisomerase-Ⅱ,TOPO-Ⅱ)在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中的协同表达及其临床意义。方法 用SP免疫组化方法检测62例术前均未进行化疗的NSCLC组织中LRP、TOPO-Ⅱ蛋白的表达情况。结果 在NSCLC中LRP、TOPO-Ⅱ蛋白表达的阳性率分别为75.8％(47/62例);64.5％(40/62例)。LRP蛋白表达与分化程度相关。TOPO-Ⅱ蛋白表达与分化程度、有无淋巴结转移相关。LRP与TOPO-Ⅱ协同表达与生存率相关。结论 应用免疫组织化学方法检测NSCLC中LRP、TOPO-Ⅱ的表达对肿瘤的化疗药物选择和预后判断具有显的临床意义。     

Nature揭示染色体复制新机制

在染色体的复制过程中,复制叉前端区域的亲代DNA分子常常会形成正超螺旋。尽管过去的研究证实为了确保复制又向前推进,常通过拓扑异构酶使DNA发生短暂的断裂从而释放出超螺旋产生的应力。还有一些科研团体则认为前进的复制又是沿着DNA螺旋发生旋转进而减少超螺旋的。然而一直以来科学家们对于在真核生物中线性染色体复制诱导的超螺旋应力的释放机制仍了解得不是很清楚。     

铜绿假单胞菌对喹诺酮类药物耐药机制的研究进展

铜绿假单胞菌是一种重要的医院内感染条件致病菌,喹诺酮类药物是一类主要用于革兰阴性菌感染的抗菌药物。随着该类药物的广泛使用,该菌的耐药率也逐年上升。大量的研究表明,该菌对喹诺酮类药物的耐药机制主要包括：①编码喹诺酮类药物作用靶位的DNA旋转酶和拓扑异构酶Ⅳ的基因突变,改变了酶的结构,使药物不能与酶－DNA复合物稳定结合;②外排系统调节基因的变异而导致细胞内药物浓度降低。     

DNA拓扑学与拓扑异构酶

生物体内DNA的拓扑态对其生理功能具有重要意义。本文简述DNA拓扑学的基本知识及拓扑异构酶的概况。