基因總覽
TOP3A 是位於人類第 17 號染色體、編碼蛋白質的基因，其產物 DNA topoisomerase III alpha 屬於 type IA topoisomerase 家族。蛋白質全長 1001 個胺基酸，具有 Toprim 與 Topo IA-type catalytic 結構域，並含有 C4-type 及兩個 GRF-type 鋅指註記；部分區段被註記為無序區。這些特徵界定了它作為拓撲異構酶家族成員的基本分子性質。
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 |
|---|---|---|
| ENST00000321105 ★ | 18,271,428–18,314,994 | 19 |
| ENST00000924977 | 18,271,428–18,315,025 | 18 |
| ENST00000924978 | 18,271,428–18,315,025 | 20 |
| ENST00000924979 | 18,271,428–18,315,025 | 14 |
| ENST00000924980 | 18,271,428–18,315,025 | 17 |
| ENST00000947450 | 18,271,428–18,315,025 | 18 |
| ENST00001028138 | 18,271,428–18,315,025 | 18 |
| ENST00001140239 | 18,271,428–18,315,025 | 19 |
| ENST00000489131 | 18,272,838–18,274,877 | 2 |
| ENST00000580095 | 18,274,804–18,314,703 | 19 |
| ENST00001111504 | 18,304,641–18,315,025 | 5 |
顯示 11/11 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
TOP3A 參與 DNA 複製與轉錄期間的 DNA 拓撲調節，可解除這些過程帶來的超螺旋與扭轉張力。它透過暫時切開 DNA 雙股中的一條鏈，再使斷端重新接合，改變 DNA 鏈之間的拓撲關係；此活性不需要 ATP。其反應包括在雙股 DNA 的目標位置造成單股切口，之後讓未斷裂的 DNA 鏈通過切口所形成的通道，藉此移除 DNA 超螺旋。
切割時，酵素的催化酪胺酸攻擊 DNA 的磷酸二酯鍵，形成 DNA-(5'-phosphotyrosyl)-enzyme 共價中間體，並釋出帶有 3'-OH 的 DNA 鏈。鏈通過未斷裂部分後，3'-OH 再攻擊該中間體，使活性位點酪胺酸離開，並恢復 DNA 磷酸二酯骨架。這種切割、鏈通過及重新接合的循環，構成其調節 DNA 拓撲狀態的分子方式。
TOP3A 也具有 DNA decatenation 活性，並參與同源重組中間體的處理。作為 RMI complex 的必要成分，它與染色體分離及限制細胞內 DNA crossover 形成有關。這些功能將 DNA 鏈拓撲調節連結到染色體處理過程。
在粒線體中，TOP3A 對複製完成後的粒線體 DNA decatenation 與分離是必要的；此過程不需要 BLM、RMI1 或 RMI2。這顯示其粒線體 DNA 功能可不依賴上述因子，而與 RMI complex 參與的細胞核相關功能有所區別。
Promoter 與基因調控
>TOP3A ENST00000321105 GRCh38 chr17:18314894-18315994 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 GTCCCACCTGCTCAGAGAACTCGGAAATAAGAATGAAGTCCCTCGAAAACTTGGCCCCGGACAGTTTTGA CCAGGGGTTAGCACCCTGACTGGCGAAGGGGAAGAGCGGCACCGAGTACTCCTCAGGCAGGGCCGGCTCA TTGTAAGGCTCTTCTTCATACTCTTCCTCTTTGGTGAAGGCCACTACGTCAGGGGCGCTGATCATATTTC CAGATATATGAAGAAAACATTGAGAGGAAGTGGGAAAGAATGCGGTGTTAATCGACGCGCAGAAGGCAGG CCTCCGGAGAAGGAAGTGAAGCCCTTACGGCCTTCTTTGCGACTCCCCGAACCCGGGGTCCTAGGCTGCT TCTCACACACCCGAGGAGAAGAACTCTAGCAGCCCCCTCACAGTTGTAGCTCCTCCGGAGCTCTCTGAGG CCTCATGAACGCCAAGGCCGCAGGCCCAACTGCCCTTCTCTTCTTCGTCCGGCGAGCGCGGCCAGCACAA GAAACCTGCTGCGAAATCACCTGCACTCTCCGGAACCCACTGCGACAGCAAAAGCCCCCGCTCTGAACAA GGCTTAACGCGAGGCTACGGGACGCCGCAGGGGTCAGCCAAGCGCTGCTGCCCCTCACTGCCCGAGGGCA GAAACCGTCGCGGCTCCTAGGACGCCACAACCCGGATCCTGCTACCGCGGCGCCGCCATCTTGACATCAC ATGACTCCTGGTGTCCGCGCCGCGTGACCCGGAAGCGTCCTCGTAGACTTCCGAGCAGGAGATTAAAAAG TCATGAGAAAGAGGCCTTGGATGGGAGTGTCTGGCGGCTCCCCGCAAGAAGGAGTCCGATTAACCAACCA CTGCCGGGAAGGAGGGGAAAGAGGGGCGGAGTGAGACGGGGGCGGCGGGAAGGTGGCAGAGGGGAACGTG CTTGGACGAGGGGCGCGGGACAGTCTGGGAGTTGTAGTTCCAGGTCGCTGTGGGGCGCGCGCCTGGCGGA AGTAGCTGGAGAAGGCGGGCGGAAGTTCCACGCCAAGATACTGGATTCGGTGCTGAGGCGGCGGCTGCGG CACGGGAAAGGCTCAGTGACTGAAGCTCCAAAGGCCAGCAGGCTGGTGGGG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| TOP3A_1 ↗ | 17:18,314,963 | 負股 | 18,314,953–18,315,012 |
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
ENSR17_9999J · promoter · 18314984–18315303 · regulatory
ENSR17_56BBGZ · CTCF_binding_site · 18315277–18315298 · regulatory
ENSR17_B5M6G · enhancer · 18319736–18320299 · regulatory
· motif · 18314848–18314858 · motif
· motif · 18314988–18314999 · motif
· motif · 18315011–18315020 · motif
· motif · 18315011–18315022 · motif
· motif · 18315011–18315022 · motif
· motif · 18315109–18315122 · motif
· motif · 18315258–18315267 · motif
· motif · 18315258–18315269 · motif
· motif · 18315258–18315269 · motif
· motif · 18315258–18315272 · motif
· motif · 18315279–18315295 · motif
· motif · 18315304–18315314 · motif
· motif · 18315552–18315569 · motif
· motif · 18315821–18315834 · motif
· motif · 18318369–18318383 · motif
· motif · 18318369–18318383 · motif
· motif · 18318376–18318387 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：1001 aa
DNA topoisomerase III alpha 長 1001 個胺基酸，屬於 type IA topoisomerase 家族。其註記包含 Toprim 與 Topo IA-type catalytic 結構域，以及 C4-type、GRF-type 1 和 GRF-type 2 鋅指。另有三段被標示為無序區；這些是序列特徵註記，來源未進一步說明其作用。
蛋白質三維結構
細胞內定位
TOP3A 的定位資料指出其位於粒線體基質。 來源未提供其他細胞區室、定位改變條件或異構型差異的資訊。
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 2 個夥伴
- BLMP54132 · UniProt INTERACTION · 10 experiments
- RMI1Q9H9A7 · UniProt INTERACTION · 11 experiments
TOP3A 可結合單股 DNA，並直接與 BLM、RMI1 互作；與 BLM 的直接互作涉及 TOP3A 的 N 端區域。TOP3A 也是 RMI complex 的組成成分，該複合體至少包含 TOP3A、RMI1 與 RMI2，並與 BLM 互作。
疾病與遺傳關聯
TOP3A 變異與兩種常染色體隱性疾病相關。MGRISCE2 的特徵包括子宮內生長受限、出生後生長不良、身材矮小與小頭症，細胞檢查可見姊妹染色單體交換增加。PEOB5 為伴隨粒線體 DNA 缺失的進行性外眼肌麻痺，可有眼瞼下垂、間歇性複視、心律不整、運動不耐、近端肢體與頸部肌無力及小腦共濟失調；患者骨骼肌切片可見 COX 缺乏的破碎紅纖維、粒線體 DNA 缺失增加及廣泛且多樣的粒線體 DNA 重排。
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 | TOP3A 在 DNA 複製與轉錄期間，透過暫時切開並重新接合 DNA 雙股中的一條鏈，解除 DNA 超螺旋與扭轉張力。它以催化酪胺酸切開目標磷酸二酯鍵，形成 DNA-(5'-phosphotyrosyl)-enzyme 中間體並釋出 3'-OH DNA 鏈；隨後未斷裂的 DNA 鏈通過切口，移除超螺旋，再由 3'-OH 恢復 DNA 骨架。TOP3A 是 RMI complex 的必要成分，參與染色體分離與同源重組中間體處理，以限制 DNA crossover 形成；它也具有 DNA decatenation 活性，且在不需要 BLM、RMI1、RMI2 的過程中，負責複製完成後粒線體 DNA 的 decatenation 與分離。 | 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-(5'-phosphotyrosyl)-enzyme intermediate and the expulsion of a 3'-OH DNA strand. The free DNA strand then undergoes passage around the unbroken strand thus removing DNA supercoils. Finally, in the religation step, the DNA 3'-OH attacks the covalent intermediate to expel the active-site tyrosine and restore the DNA phosphodiester backbone. As an essential component of the RMI complex it is involved in chromosome separation and the processing of homologous recombination intermediates to limit DNA crossover formation in cells. Has DNA decatenation activity. It is required for mtDNA decatenation and segregation after completion of replication, in a process that does not require BLM, RMI1 and RMI2 PMID 20445207 ↗ · PMID 29290614 ↗ · PMID 30057030 ↗ · PMID 8622991 ↗ |
| 分子活性 | TOP3A 可在不依賴 ATP 的情況下切開單股 DNA，之後使 DNA 鏈通過並重新接合。 | 含實驗來源 | 證據與來源ATP-independent breakage of single-stranded DNA, followed by passage and rejoining. PMID 20445207 ↗ · PMID 8622991 ↗ |
| 交互作用 | TOP3A 可結合單股 DNA，並經由 N 端區域與 BLM 直接互作，也直接與 RMI1 互作。它是 RMI complex 的組成成分；該複合體至少含有 TOP3A、RMI1 與 RMI2，並與 BLM 互作。 | 含實驗來源 | 證據與來源Binds ssDNA. Interacts (via N-terminal region) with BLM; the interaction is direct. Directly interacts with RMI1. Component of the RMI complex, containing at least TOP3A, RMI1 and RMI2. The RMI complex interacts with BLM PMID 15775963 ↗ · PMID 18923082 ↗ · PMID 18923083 ↗ · PMID 20445207 ↗ · PMID 23509288 ↗ · PMID 29290614 ↗ |
| 細胞定位 | TOP3A 的定位註記為粒線體基質。 | 含實驗來源 | |
| 疾病關聯 | MGRISCE2 是常染色體隱性疾病，特徵包括子宮內生長受限、出生後生長不良、身材矮小與小頭症；細胞檢查可見姊妹染色單體交換增加。此疾病由影響該條目所代表基因的變異造成。 | 含實驗來源 | 證據與來源Microcephaly, growth restriction, and increased sister chromatid exchange 2 MGRISCE2 An autosomal recessive disorder characterized by intrauterine growth restriction, poor postnatal growth with short stature and microcephaly, and increased sister chromatid exchange on cell studies. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 618097 PMID 30057030 ↗ |
| 疾病關聯 | PEOB5 是常染色體隱性、伴隨粒線體 DNA 缺失的進行性外眼肌麻痺，屬於粒線體肌病。其表徵可包括緩慢進展的眼瞼下垂、間歇性複視、心律不整、運動不耐、近端肢體與頸部肌無力及小腦共濟失調；骨骼肌切片可見大量 COX 缺乏的破碎紅纖維、粒線體 DNA 缺失增加及廣泛且多樣的粒線體 DNA 重排。此疾病由影響該條目所代表基因的變異造成。 | 含實驗來源 | 證據與來源Progressive external ophthalmoplegia with mitochondrial DNA deletions, autosomal recessive 5 PEOB5 A form of progressive external ophthalmoplegia, a mitochondrial myopathy characterized by progressive paralysis of the levator palpebrae, orbicularis oculi, and extraocular muscles. PEOB5 features include slowly progressive ptosis, intermittent double vision, cardiac arrhythmias, exercise intolerance, proximal limb and neck muscle weakness, and cerebellar ataxia. Patients skeletal muscle biopsy show numerous COX-deficient ragged-red fibers, increased mtDNA deletions, and extensive variable mtDNA rearrangements. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 618098 PMID 29290614 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GGAAGTTCCACGCCAAGATACTGGATTCGGTGCTGAGGCG40GCGGCTGCGGCACGGGAAAGGCTCAGTGACTGAAGCTCCA80AAGGCCAGCAGGCTGGTGGGGACGTGACCGAAGCGAGGCT120CTGGTTCCCTTTCGGTGGGCGCCATTTGAGCCTCATCTCT160GGCTTCCCCAGGATGCGCCGGCAGCCGGGGAGCGGCTCCG200GGCGCGAGGTCTGAGGATGATCTTTCCTGTCGCCCGCTAC240GCGCTCCGGTGGCTGCGACGGCCCGAAGACCGTGCCTTTT280CCCGCGCCGCCATGGAGATGGCCCTCCGAGGCGTGCGGAA320AGTCCTCTGTGTGGCCGAAAAAAACGACGCGGCCAAGGGG360ATCGCCGACCTGCTGTCAAACGGTCGCATGAGGCGGAGAG400AAGGACTTTCAAAATTCAACAAGATCTATGAATTTGATTA440TCATCTGTATGGCCAGAATGTTACCATGGTAATGACTTCA480GTTTCTGGACATTTACTGGCTCATGATTTCCAGATGCAGT520TTCGAAAATGGCAGAGCTGCAACCCTCTTGTCCTCTTTGA560AGCAGAAATTGAAAAGTACTGCCCAGAGAATTTTGTAGAC600ATCAAGAAAACTTTGGAACGAGAGACTCGCCAGTGCCAGG640CTCTGGTGATCTGGACTGACTGTGATAGAGAAGGCGAAAA680CATCGGGTTTGAGATTATCCACGTGTGTAAGGCTGTAAAG720CCCAATCTGCAGGTGTTGCGAGCCCGATTCTCTGAGATCA760CACCCCATGCCGTCAGGACAGCTTGTGAAAACCTGACCGA800GCCTGATCAGAGGGTGAGCGATGCTGTGGATGTGAGGCAG840GAGCTGGACCTGAGGATTGGAGCTGCCTTTACTAGGTTCC880AGACCCTGCGGCTTCAGAGGATTTTTCCTGAGGTGCTGGC920AGAGCAGCTCATCAGTTACGGCAGCTGCCAGTTCCCCACA960cDNA 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。