中国科学院生物物理研究所饶子和院士研究团队首次解析了II 型 DNA 拓扑异构酶直接结合转运片段 DNA的冷冻电镜结构。该工作以 T4 噬菌体II型拓扑异构酶作为研究对象，揭示了这一类酶在催化反应循环中长期缺失的中间结构状态，对理解其完整工作机制具有重要意义。相关论文12月18日发表于《科学进展》。

II 型 DNA 拓扑异构酶通过暂时切断“门片段 DNA”（Gate-segment DNA or G-DNA），使另一条双链 DNA（T-DNA）通过，从而解决复制、转录及染色体分离过程中产生的超螺旋与缠结问题，是维持染色体拓扑稳定性不可或缺的酶类。尽管与 G-DNA 结合的II型拓扑异构酶的结构已在过往的研究中被部分解析，但对于 T-DNA 被酶捕获和转运这一关键步骤，长期缺乏直接的结构证据，是该领域研究的重要空缺。

该研究首次通过冷冻电镜技术解析了溶液条件下T-DNA 被稳定捕获于 II 型拓扑异构酶中央腔室的三维结构（分辨率约3 ?）。该成果为 II 型DNA拓扑异构酶的完整催化模型提供了关键结构基础，并为设计针对 T-DNA 转运过程的抗感染和抗肿瘤药物提供了新的方向。

该研究得到国家自然科学基金委、中国科学院的经费支持。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adw2839