Gyrase

Die Gyrase ist für die Replikation notwendig, da ohne sie keine Entwindung der mehrfach verdrillten DNA-Doppel-Helix zu Stande kommen würde und so für die Replikation notwendigen Enzyme nicht ansetzen könnten.

Das Enzym stellt eine Topoisomerase vom Typ II dar. Die Gyrase besteht aus vier Untereinheiten, je zwei 2A- und 2B-Untereinheiten, auch als GyrA und GyrB gelabelled. Sie kommt in prokaryotischen Zellen vor, wo sie während der Replikation unter Energieverbrauch (ATP) zu einem Doppelstrangbruch in der DNA führt. Es kommt zu einem sogenannten negativen Supercoiling, wodurch die Helix entdrillt und eine Ablesung und Verdoppelung des Erbgutes erst ermöglicht wird.

Aufgrund dessen, dass die Gyrase ausschließlich ein prokaryotisches Enzym ist und somit nur in Bakterien vorkommt, spielt ihre Inhibition in der antibiotischen Therapie eine wichtige Rolle. Hierzu gehören Gyrasehemmer, deren Affinität zur Gyrase zwar nicht 100% beträgt, so dass zytostatische Nebenwirkungen möglich sind, jedoch höher ist als zu den im menschlichen Körper vorkommenden Topoisomerasen. Dies ermöglicht den Einsatz in der Pharmakologie.
Typische Gyrasehemmer sind:

• Chinolone (Fluorochinolone)
• Cinnoline
• Pyridopyrimidine
• Naphthyridine

Zusätzlich kann die Bindung des für die Funktion der Gyrase notwendigen ATPs durch das Antibiotikum Novobiocin gehemmt werden, wodurch indirekt das Enzym inhibiert wird.