一种喹诺酮类药物对细菌拓扑异构酶IV作用的模型教具的制作方法

本实用新型涉及教学用具领域，具体涉及一种喹诺酮类药物对细菌拓扑异构酶IV作用的模型教具。

背景技术：

喹诺酮类药物是目前临床广泛使用的人工合成抗菌药物，属于药理学必讲内容，细菌拓扑异构酶IV是喹诺酮类药物的作用靶点之一，大肠杆菌拓扑异构酶Ⅳ是含有两种亚单位ParC和ParE的四聚体蛋白酶，分别由parC和parE基因编码，金黄色葡萄球菌拓扑异构酶Ⅳ是含有两种亚单位GrlA和GrlB的四聚体蛋白酶，分别由grlA和grlB基因编码，grlA和grlB基因分别与parC和parE基因具有同源性，拓扑异构酶IV主要具有解除DNA环连体作用，喹诺酮类药物通过抑制拓扑异构酶IV而干扰细菌DNA复制是其抗革兰氏阳性菌的重要作用机制。

在讲解喹诺酮类药物抗菌作用机制时目前只能借助药理学教材及教学课件上的文字或图片，图片上只有DNA环，没有画出药物和酶，太过简单而缺乏立体感，或教师在黑板上作草图，这种常用的教学方法缺乏直观性，学生不能很好地理解喹诺酮类药物抑制拓扑异构酶IV而干扰细菌DNA复制的作用机制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述不足，提供一种喹诺酮类药物对细菌拓扑异构酶IV作用的模型教具。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种三维立体可拆装式的喹诺酮类药物对细菌拓扑异构酶IV作用的模型教具，包括喹诺酮类药物模块、细菌拓扑异构酶IV模块、细菌DNA模块及其连接组装。

喹诺酮类药物模块呈六边形体，底面的各个角有小的圆柱体插杆；细菌拓扑异构酶IV模块包括近似蟹钳状的ParC(金黄色葡萄球菌为GrlA)和两个椭圆体样的ParE(金黄色葡萄球菌为GrlB),椭圆体与似蟹钳状物通过插杆和插孔相连接，每个椭圆体长轴的一端有圆柱体插杆，似蟹钳状物对称的两端外侧有匹配插杆的插孔，插孔附近的表面有磁铁片，椭圆体与似蟹钳状物连接部位附近还有与六边形体的小圆柱体插杆匹配的插孔；细菌DNA模块为两个套在一起的圆环体，代表细菌DNA复制过程中产生的未分离的子代闭环双螺旋DNA,称为环连体，其中一个圆环体有弹性锁扣装置，锁扣开启时两端有铁皮包镶，两端及其附近有与六边形体的小圆柱体插杆匹配的插孔，装置外侧有触点。

细菌拓扑异构酶IV模块与圆环体呈一定角度，蟹钳上一个部位与圆环体的弹性锁扣装置的触点接触，圆环体的锁扣打开，两断端被蟹钳上的磁铁片吸引而相连，代表拓扑异构酶IV的ParC或GrlA亚单位切断一个DNA环并分别与两个DNA断端连接，把另一个圆环体从切口移入蟹钳中心的孔洞，再关闭锁扣，然后解开扑异构酶IV模块与细菌DNA模块的连接，代表另一个DNA环在拓扑异构酶IV的ParE或GrlB亚单位提供ATP情况下解环连并封闭切口然后酶与DNA环解离的过程。

两个六边形体通过插杆和插孔分别与椭圆体、似蟹钳状物及弹性锁扣装置附近的圆环体相连接，妨碍了蟹钳与圆环体的弹性锁扣装置的触点接触，圆环体不易被弹开，代表喹诺酮类药物与酶和闭环DNA形成复合物，固定了酶，酶不能切断DNA环，或切断受阻,只能缓慢进行，接下来的解环连并封闭切口不能进行；如果药物与酶和已开环DNA形成复合物，因为喹诺酮类药物将酶套牢在DNA上，DNA断裂后重新封闭切口受阻，酶也不能从DNA上脱落下来。

与现有技术相比，本实用新型是立体模型，具直观性，能增加学生的动手能力，加深记忆，使学生更加深入地理解喹诺酮类药物抑制拓扑异构酶IV而干扰细菌DNA复制的作用机制，有助于药理学课程教学；另外，除去喹诺酮类药物模块，细菌拓扑异构酶IV模块和细菌DNA模块及其连接组装能较好地展示细菌拓扑异构酶IV解除DNA环连体作用的过程，有助于生物化学课程教学。

附图说明

图1为本实用新型拆分示意图；

图2为本实用新型细菌DNA环连体与酶连接的立体图；

图3为本实用新型细菌DNA环被酶切断的立体图；

图4为本实用新型细菌DNA环通过切口移出的立体图；

图5为本实用新型细菌DNA环切口封闭的立体图；

图6为本实用新型细菌DNA与酶解离形成的两个子代DNA的立体图；

图7为本实用新型药物与酶和闭环DNA形成的复合物立体图；

图8为本实用新型药物与酶和开环DNA形成的复合物立体图。

图中：1.DNA环连体；2.底面在上的喹诺酮类药物；3.拓扑异构酶IV的ParC或GrlA亚单位；4.拓扑异构酶IV的ParE或GrlB亚单位

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步举例说明，并不以任何方式限制本实用新型，对本领域技术人员来说，凡是等同替换或者等效变换所形成的技术方案，均落在本实用新型的权利要求的保护范围之内。

实施例1

一种三维立体可拆装式的喹诺酮类药物对细菌拓扑异构酶IV作用的模型教具，包括喹诺酮类药物模块、细菌拓扑异构酶IV模块、细菌DNA模块及其连接组装。

如图1所示，喹诺酮类药物模块呈六边形体，底面的各个角有小的圆柱体插杆；细菌拓扑异构酶IV模块包括近似蟹钳状的ParC(金黄色葡萄球菌为GrlA)和两个椭圆体样的ParE(金黄色葡萄球菌为GrlB),椭圆体与似蟹钳状物通过插杆和插孔相连接，每个椭圆体长轴的一端有圆柱体插杆，似蟹钳状物对称的两端外侧有匹配插杆的插孔，插孔附近的表面有磁铁片，椭圆体与似蟹钳状物连接部位附近还有与六边形体的小圆柱体插杆匹配的插孔；细菌DNA模块为两个套在一起的圆环体，代表细菌DNA复制过程中产生的未分离的子代闭环双螺旋DNA,称为环连体，其中一个圆环体有弹性锁扣装置，锁扣开启时两端有铁皮包镶，两端及其附近有与六边形体的小圆柱体插杆匹配的插孔，装置外侧有触点。

如图2、图3所示，细菌拓扑异构酶IV模块与圆环体呈一定角度，蟹钳上一个部位与圆环体的弹性锁扣装置的触点接触，圆环体的锁扣打开，两断端被蟹钳上的磁铁片吸引而相连，代表拓扑异构酶IV的ParC或GrlA亚单位切断一个DNA环并分别与两个DNA断端连接；如图4-图6所示，把另一个圆环体从切口移入蟹钳中心的孔洞，再关闭锁扣，然后解开扑异构酶IV模块与细菌DNA模块的连接，代表另一个DNA环在拓扑异构酶IV的ParE或GrlB亚单位提供ATP情况下解环连并封闭切口然后酶与DNA环解离形成两个分离的子代DNA环的过程。

如图7所示，两个六边形体通过插杆和插孔分别与椭圆体、似蟹钳状物及弹性锁扣装置附近的圆环体相连接，妨碍了蟹钳与圆环体的弹性锁扣装置的触点接触，圆环体不易被弹开，代表喹诺酮类药物与酶和闭环DNA形成复合物，固定了酶，酶不能切断DNA环或切断受阻,只能缓慢进行，接下来的解环连、封闭切口及酶与DNA环解离均不能进行；如图8所示，如果药物与酶和已开环DNA形成复合物，因为喹诺酮类药物将酶套牢在DNA上，DNA断裂后重新封闭切口受阻，并且酶也不能从DNA上脱落下来。

以上模拟了细菌拓扑异构酶IV解环连体作用及喹诺酮类药物对这种作用的抑制过程，有助于药理学课程教学。

实施例2

如图1示，一种三维立体可拆装式的细菌拓扑异构酶IV解环连体作用的模型教具，包括细菌拓扑异构酶IV模块和细菌DNA模块及其连接组装。

细菌拓扑异构酶IV模块包括近似蟹钳状的ParC(金黄色葡萄球菌为GrlA)和两个椭圆体样的ParE(金黄色葡萄球菌为GrlB),椭圆体与似蟹钳状物通过插杆和插孔相连接，每个椭圆体长轴的一端有圆柱体插杆，似蟹钳状物对称的两端外侧有匹配插杆的插孔，插孔附近的表面有磁铁片；细菌DNA模块为两个套在一起的圆环体，代表细菌DNA复制过程中产生的未分离的子代闭环双螺旋DNA,称为环连体，其中一个圆环体有弹性锁扣装置，锁扣开启时两端有铁皮包镶，装置外侧有触点。

如图2、图3所示，细菌拓扑异构酶IV模块与圆环体呈一定角度，蟹钳上一个部位与圆环体的弹性锁扣装置的触点接触，圆环体的锁扣打开，两断端被蟹钳上的磁铁片吸引而相连，代表拓扑异构酶IV的ParC或GrlA亚单位切断一个DNA环并分别与两个DNA断端连接；如图4-图6所示，把另一个圆环体从切口移入蟹钳中心的孔洞，再关闭锁扣，然后解开扑异构酶IV模块与细菌DNA模块的连接，代表另一个DNA环在拓扑异构酶IV的ParE或GrlB亚单位提供ATP情况下解环连并封闭切口然后酶与DNA环解离形成两个分离的子代DNA环的过程。

以上模拟了细菌拓扑异构酶IV解环连体作用的过程，有助于生物化学课程教学。