DNAトポイソメラーゼ

DNAトポイソメラーゼ（DNA topoisomerases）とは、2本鎖DNAの一方または両方を切断し再結合する酵素の総称である。
環状の2重鎖DNAでは、2本の鎖は位相幾何学（トポロジー）的には結び目があるのと等価であり、ねじれ数の異なるDNA、つまりトポアイソマー（トポロジーの異なる異性体）は、DNA鎖を切らない限り互いに変換できない。トポイソメラーゼはこの変換（topoisomerization）を触媒する異性化酵素という意味で命名された。抗がん剤や抗生物質のターゲットとしても知られる。
DNAのトポロジーとトポイソメラーゼ.
2本鎖DNAは二重らせん構造を形成している。この二重らせんがさらに巻かれたり、逆にほどかれたりすると、DNA分子全体にひずみが生じることになる。これらを DNA超らせん構造（前者を正の超らせん、後者を負の超らせん）という（DNA超らせんの項参照）。
真核生物のゲノムDNAは線状なので、位相幾何学的見地からトポロジーを議論することはできない。しかし現実にはDNAは非常に長い分子であり、両端の動きが固定されると局所的に超らせん構造をとることが知られている。また、転写、複製、修復などの際には、二重らせん構造にひずみが導入されるため、トポイソメラーゼがそのひずみを解くことが必須となる。DNAの組換えや、ウイルスのDNAが染色体に組み込まれる際などにも、トポイソメラーゼ活性が必要である。
トポイソメラーゼの分類.
トポイソメラーゼは大きく２つの型（I 型と II 型）に分類される。I 型と II 型 は、さらに反応機序の異なる２つのサブクラスに分類される（IA, IB と IIA, IIB）。一部の細菌と古細菌は、水平遺伝子移行（lateral gene transfer）によっていくつかのトポイソメラーゼ遺伝子（括弧で示されたもの）を互いに交換しているらしい。