基因總覽
TOP1 是蛋白質編碼基因，產物 DNA topoisomerase I 屬於 type IB topoisomerase 家族。蛋白質全長 765 個胺基酸，包含位於 C 端的 Topo IB-type catalytic 結構域；N 端有一段被註解為無序區域。這些結構特色構成其催化與分子作用的基本架構。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000361337 ★ | 41,028,822–41,124,487 | 21 |
| ENST00001078659 | 41,028,815–41,124,487 | 21 |
| ENST00001107672 | 41,028,815–41,033,491 | 2 |
| ENST00001111737 | 41,028,815–41,085,632 | 8 |
| ENST00001132666 | 41,028,815–41,124,487 | 21 |
| ENST00000680945 | 41,104,102–41,124,487 | 9 |
顯示 6/6 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
DNA 複製與轉錄會在 DNA 中引入超螺旋及扭轉張力。DNA topoisomerase I 可藉由短暫切開 DNA 雙股中的一股，再將其接回，解除這些張力。此作用不需要 ATP：酵素先在雙股 DNA 的目標位置形成單股斷裂，使未斷裂的另一股保持完整，供 DNA 鏈轉動以消除超螺旋。
反應開始時，酵素的催化酪胺酸攻擊 DNA 的磷酸二酯鍵，形成 DNA-(3'-phosphotyrosyl)-enzyme 中間體，並釋出帶有 5'-OH 的 DNA 鏈。游離的 DNA 鏈隨後繞著另一股上未斷裂的磷酸二酯鍵旋轉，藉此移除 DNA 超螺旋。重新接合時，DNA 的 5'-OH 攻擊共價中間體，使活性位點的酪胺酸離開，並恢復 DNA 的磷酸二酯骨架。此反應機制的部分敘述標示為依相似性推定。
除 DNA 鏈的切開與接合外，TOP1 也參與其他轉錄調控。在內皮細胞中，它調節 tissue factor（F3）前驅 mRNA 的選擇性剪接；此外，它可藉由改變 BMAL1 啟動子上 ROR response elements（ROREs）周圍的染色質結構，參與核心生理時鐘成分 BMAL1 的晝夜轉錄。這些作用顯示 TOP1 的功能不只涉及複製與轉錄期間的 DNA 張力調節，也包括特定 RNA 剪接與轉錄環境的調控。
Promoter 與基因調控
>TOP1 ENST00000361337 GRCh38 chr20:41027822-41028922 strand=1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter GTCAGGATGGGGCTTTTTCTAGCTGAGTGGAGTTCAGTTCATTCCCAGAGAAGCTTGAGAGGTATCCAAC TATAGATGCAAGGTAGCTGGCTGTTGGTCCCTTGTCTTTAGGACAGTTTGACTTTTGTAATACAGGCGAC CTCACAGAGCTATTGTGAGAATTCAGAGCTGGGCACAGAATAGATGCTCTATAAACGGTAGTTCTATTCC CCATTTGCCCCGTCCTCCCAGCATGCCAGGGATACAGGGGCGGATAGAGACAGGTTCAGTTCCCTTTGGT CTCTTGCATTCCCCCTTCCCTCAGCACAATTCCTGGGCTCATAGCGGATGCTCAATAAGTATTTGTAGAA TGAACCAAAGAAATCAGACCCTTGGTGACCCAGGGCTACATGTACTCGGCGGAAAACTGGGGTTAAACCG GACCCTTGGTTGGTTGAAAAATTAAAATAATTTTTAAAAAGTGGGCGTGAAATAATCCAGAAGTTGGAGG GCCTGGACAAAGGCTGGGGAGGGGACTCCTCCCACCAGGCGGCCTCAGGGTCGGCTTAGCAAGAAAGGAG GCGCTGGGGAGACCTCTGGGGTCCCAGCTGCCAAGGTACTCGCCGCTCCAAGGAGATGCGGACGCCGGAT ACCAGCTCTGCCCAAGATTGCTGGGTCCCGCCGCGGCCTTTAAAGGCCCACCACGTGGCTGCGCGGCCAG CCCTGGTCCGGAGGCGGTGCCCGGGTGGCGCCTGCGCACTGCCTAGCAGAGGGGCTGGGGTTCCGAGAAA AAGCGTCTGGAGAGGAAGGGGAGGCTGCTTGGGGTGGGACGCCGTGGGAGGAGTCGGCTCCTTATGCAAA TCACAGCGGAGCGCGCACGGTCCGGAGGCGGGGCTTGCGATGCAAAGACAGGTCCGTCTGGCGAACAGCG AGGGGGCGGGCCGCAACCCTCTGCCTCTTTCCGCGAGCGCTGACGTCGCCGACGTGTTGTTTAAAAGCGG CCGCGCAGGCGCAGTGAGCCCAAATGCGAACTTAGGCTGTTACACAACTGCTGGGGTCTGTTCTCGCCGC CCGCCCGGCAGTCAGGCAGCGTCGCCGCCGTGGTAGCAGCCTCAGCCGTTT
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| TOP1_1 ↗ | 20:41,028,823 | 正股 | 41,028,774–41,028,833 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR20_9L9NN · promoter · 41028332–41028832 · regulatory
ENSR20_5CMK4S · CTCF_binding_site · 41028723–41028744 · regulatory
ENSR20_837KGM · enhancer · 41032381–41032547 · regulatory
· motif · 41025864–41025878 · motif
· motif · 41026972–41026986 · motif
· motif · 41027647–41027669 · motif
· motif · 41027647–41027669 · motif
· motif · 41027678–41027693 · motif
· motif · 41027961–41027983 · motif
· motif · 41027961–41027983 · motif
· motif · 41028216–41028227 · motif
· motif · 41028501–41028510 · motif
· motif · 41028501–41028510 · motif
· motif · 41028548–41028559 · motif
· motif · 41028548–41028559 · motif
· motif · 41028652–41028665 · motif
· motif · 41028685–41028695 · motif
· motif · 41028725–41028741 · motif
· motif · 41028733–41028743 · motif
· motif · 41028803–41028814 · motif
· motif · 41028803–41028814 · motif
· motif · 41028840–41028849 · motif
· motif · 41028934–41028951 · motif
· motif · 41029602–41029617 · motif
· motif · 41029607–41029619 · motif
· motif · 41029610–41029617 · motif
· motif · 41029768–41029778 · motif
· motif · 41029774–41029794 · motif
· motif · 41029972–41029992 · motif
· motif · 41029978–41029998 · motif
· motif · 41029979–41029993 · motif
· motif · 41030882–41030904 · motif
· motif · 41030882–41030904 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：765 aa
DNA topoisomerase I 長 765 個胺基酸，屬於 type IB topoisomerase 家族。其 432–765 位胺基酸區段註解為 Topo IB-type catalytic 結構域；1–199 位胺基酸為無序區域。另有三段 DNA 作用區域，分別位於 425–426、488–493 與 585–587 位胺基酸。
蛋白質三維結構
細胞內定位
DNA topoisomerase I 位於細胞核，呈瀰漫分布但在核仁略為富集。 經 CPT 處理後，蛋白質會由核仁移至核質；SUMO 化形式則可見於核質與核仁。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 4 個夥伴
- ABL1P00519 · UniProt INTERACTION · 7 experiments
- MYCP01106 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- NKX3-1Q99801 · UniProt INTERACTION · 6 experiments
- WASP42768 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
DNA topoisomerase I 以單體形式存在，並與 ERCC6 及 TPRN 互作。TPRN 本身會與多種 DNA 損傷反應蛋白互作，並被招募至 DNA 損傷位置；來源指出 TPRN 可能參與 DNA 損傷修復，這項功能關係不等同於 TOP1 直接參與修復的證據。微生物感染情境下，TOP1 也與 SV40 Large T antigen 互作，此互作可促進病毒 DNA 複製。
疾病與遺傳關聯
在一種治療相關骨髓增生不良症候群中，曾發現涉及 TOP1 的染色體異常，為與 NUP98 的 t(11;20)(p15;q11) 易位。此資料描述的是疾病中的染色體異常關聯，未提供其造成疾病的因果證據。
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 6 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | TOP1 在 DNA 複製與轉錄期間，可藉由暫時切開並重新接合 DNA 的一股，解除超螺旋與扭轉張力。催化酪胺酸切開目標磷酸二酯鍵，形成 DNA-(3'-phosphotyrosyl)-enzyme 中間體並釋出 5'-OH DNA 鏈；該鏈旋轉後再接合。部分機制依相似性推定。TOP1 也調節內皮細胞 F3 前驅 mRNA 的選擇性剪接，並透過改變 BMAL1 啟動子 ROREs 周圍染色質結構參與其晝夜轉錄。 | 含實驗來源 | 證據與來源Releases the supercoiling and torsional tension of DNA introduced during the DNA replication and transcription by transiently cleaving and rejoining one strand of the DNA duplex. Introduces a single-strand break via transesterification at a target site in duplex DNA. The scissile phosphodiester is attacked by the catalytic tyrosine of the enzyme, resulting in the formation of a DNA-(3'-phosphotyrosyl)-enzyme intermediate and the expulsion of a 5'-OH DNA strand. The free DNA strand then rotates around the intact phosphodiester bond on the opposing strand, thus removing DNA supercoils. Finally, in the religation step, the DNA 5'-OH attacks the covalent intermediate to expel the active-site tyrosine and restore the DNA phosphodiester backbone (By similarity). Regulates the alternative splicing of tissue factor (F3) pre-mRNA in endothelial cells. Involved in the circadian transcription of the core circadian clock component BMAL1 by altering the chromatin structure around the ROR response elements (ROREs) on the BMAL1 promoter PMID 14594810 ↗ · PMID 16033260 ↗ · PMID 19168442 ↗ · PMID 22904072 ↗ · PMID 2833744 ↗ |
| 分子活性 | TOP1 可在不消耗 ATP 的情況下切開單股 DNA，使 DNA 鏈通過後再重新接合。 | 含實驗來源 | 證據與來源ATP-independent breakage of single-stranded DNA, followed by passage and rejoining. PMID 14594810 ↗ · PMID 16033260 ↗ · PMID 2833744 ↗ |
| 交互作用 | TOP1 以單體形式存在，並與 ERCC6 及 TPRN 互作。TPRN 會與多種 DNA 損傷反應蛋白互作，且可被招募至 DNA 損傷位置；TPRN 可能參與 DNA 損傷修復。 | 含實驗來源 | 證據與來源Monomer. Interacts with ERCC6. Interacts with TPRN; TPRN interacts with a number of DNA damage response proteins, is recruited to sites of DNA damage and may play a role in DNA damage repair PMID 10841763 ↗ · PMID 12209008 ↗ · PMID 12533542 ↗ · PMID 15165849 ↗ · PMID 16033260 ↗ · PMID 23213405 ↗ · PMID 26030138 ↗ · PMID 9488644 ↗ · PMID 9488652 ↗ |
| 交互作用 | 在微生物感染情境中，TOP1 與 SV40 Large T antigen 互作；此互作可促進病毒 DNA 複製。 | 含實驗來源 | 證據與來源(Microbial infection) Interacts with SV40 Large T antigen; this interactions allows viral DNA replication PMID 18003733 ↗ |
| 細胞定位 | TOP1 在細胞核內呈瀰漫分布，並略為富集於核仁。CPT 處理後，TOP1 會由核仁移至核質；SUMO 化形式可見於核質及核仁。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus, nucleolus; Nucleus, nucleoplasm; Diffuse nuclear localization with some enrichment in nucleoli. On CPT treatment, cleared from nucleoli into nucleoplasm. Sumoylated forms found in both nucleoplasm and nucleoli PMID 12149243 ↗ |
| 疾病關聯 | 一種治療相關骨髓增生不良症候群中發現涉及 TOP1 的染色體異常，具體為 TOP1 與 NUP98 相關的 t(11;20)(p15;q11) 易位。此記錄呈現疾病關聯，未指出因果關係。 | 含實驗來源 | 證據與來源A chromosomal aberration involving TOP1 is found in a form of therapy-related myelodysplastic syndrome. Translocation t(11;20)(p15;q11) with NUP98 PMID 10556215 ↗ |
核酸與蛋白質序列
CAAATGCGAACTTAGGCTGTTACACAACTGCTGGGGTCTG40TTCTCGCCGCCCGCCCGGCAGTCAGGCAGCGTCGCCGCCG80TGGTAGCAGCCTCAGCCGTTTCTGGAGTCTCGGGCCCACA120GTCACCGCCGCTTACCTGCGCCTCCTCGAGCCTCCGGAGT160CCCCGTCCGCCCGCACAGGCCGGTTCGCCGTCTGCGTCTC200CCCCACGCCGCCTCGCCTGCCGCCGCGCTCGTCCCTCCGG240GCCGACATGAGTGGGGACCACCTCCACAACGATTCCCAGA280TCGAAGCGGATTTCCGATTGAATGATTCTCATAAACACAA320AGATAAACACAAAGATCGAGAACACCGGCACAAAGAACAC360AAGAAGGAGAAGGACCGGGAAAAGTCCAAGCATAGCAACA400GTGAACATAAAGATTCTGAAAAGAAACACAAAGAGAAGGA440GAAGACCAAACACAAAGATGGAAGCTCAGAAAAGCATAAA480GACAAACATAAAGACAGAGACAAGGAAAAACGAAAAGAGG520AAAAGGTTCGAGCCTCTGGGGATGCAAAAATAAAGAAGGA560GAAGGAAAATGGCTTCTCTAGTCCACCACAAATTAAAGAT600GAACCTGAAGATGATGGCTATTTTGTTCCTCCTAAAGAGG640ATATAAAGCCATTAAAGAGACCTCGAGATGAGGATGATGC680TGATTATAAACCTAAGAAAATTAAAACAGAAGATACCAAG720AAGGAGAAGAAAAGAAAACTAGAAGAAGAAGAGGATGGTA760AATTGAAAAAACCCAAGAATAAAGATAAAGATAAAAAAGT800TCCTGAGCCAGATAACAAGAAAAAGAAGCCGAAGAAAGAA840GAGGAACAGAAGTGGAAATGGTGGGAAGAAGAGCGCTATC880CTGAAGGCATCAAGTGGAAATTCCTAGAACATAAAGGTCC920AGTATTTGCCCCACCATATGAGCCTCTTCCAGAGAATGTC960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。