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II型DNA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