Рецепторы импорта ядерных белков (импортины).
Каждый субстрат, активно транспортирующийся в ядро или из ядра, нуждается в специфическом рецепторе (транспортине), который был бы способен перемещать молекулу через ядерную пору и через который процесс транспорта сопрягался бы с циклом Ran .
Следовательно, подобные белки должны обладать, по меньшей мере, тремя активностями:
- во-первых, они должны быть способны связывать субстрат,
- во-вторых, связывать RanGTP, и
- в-третьих, заякоривать комплекс транспортин/груз на белках ядерной поры .
Одним из первых транспортинов, который был идентифицирован в связи с транспортной функцией, оказался импортин-бета, принимающий участие в импорте белков и U мяРНП (самыми первыми обнаружены были белки CAS и Crm1, мутации по которым у дрожжей вызывают аномалии сегрегации и морфологии хромосом). Этот белок дал название семейству белков импортинов-бета, члены которого принимают участие в самых разных видах нуклеоцитоплазматического транспорта. На данный момент это семейство насчитывает более 20 белков у человека ( табл. 2 ) и 14 белков в S.cerevisiae. Отличительными свойствами белков этого семейства являются N-концевой Ran-связывающий домен , молекулярный вес в районе 90-130 кДа и изоэлектрическая точка в районе 4.6-5.9 ( Gorlich, D. et. al. 1997 ).
Рецептор для импорта NLS-белков - гетеродимер импортинов-альфа/бета. Собственно NLS-связывающим является импортин-альфа (он же: SRP1p/Kap60 в дрожжах , importin-альфа в Xenopus , NPI1/karyopherin-альфа/hSRP1 в человеке, OHO21/pendulin в Drosophilla и alIMP-альфа в Aerobidopsis ), а импортин-бета (он же p97 и karyopherin-бета ) служит для сопряжения с Ran-циклом и связывания с белками ядерной поры .
|
|
|
Импортин-альфа связывает NLS-содержащий белок с гораздо большей эффективностью в присутствии импортина-бета. Существует гипотеза, согласно которой, связывание импортина-бета способствует вытеснению с Arm-сайта внутреннего NLS импортина-альфа. Действительно в IBB имеется NLS-последовательность, которая, возможно, может конкурировать за Arm с субстратом и вытесняться оттуда при связывании импортина-бета ( Fanara, P.et al. 2000 ).
Таким образом, в случае транспорта "классического" NLS, функциональные активности "типичного" транспортина разнесены по двум разным белкам: за связывание субстрата отвечает адаптор - импортин-альфа, - а за связывание RanGTP и белков ядерной поры - импортин-бета. Подобная система - импортин-бета/адаптор/субстрат - имеет место не только в случае NLS-белкового транспорта, но и в случае импорта белков по "необычным" механизмам и импорта мяРНП.
Ядерные белки: импорт, NLS-зависимый механизм.
Как уже говорилось, NLS-содержащий белок связывается с уже сформированным гетеродимером импортинов-альфа/бета, после чего образовавшийся комплекс ассоциирует через импортин-бета с белками ядерной поры и транслоцируется в ядро. Здесь импортин-бета удаляется, связываясь с RanGTP : считается, что связывание импортином-бета RanGTP и IBB-содержащего белка одновременно невозможно из-за стерических препятствий. Импортин-бета, связавшийся с RanGTP быстро выводится в цитоплазму. Связывание RanGTP на этом этапе строго обязательно, но никакие дополнительные факторы для транслокации не нужны. Комплекс импортин-альфа/субстрат нестабилен и распадается высвобождая груз. Реэкспорт импортина-альфа осуществляется при посредстве белка CAS , обладающего способностью связывать RanGTP. В составе такого тройного комплекса импортин-альфа транслоцируется обратно в цитоплазму.
|
|
|
В цитоплазме комплекс RanGTP/CAS/импортин-альфа диссоциирует под действием белков RanGAP и RanBP1 , которые, переводя Ran в GDP-связанную форму, уменьшают его сродство к импортинам (для диссоциации комплекса импортин-альфа/CAS/RanGTP была показана достаточность RanBP1, гидролиз GTP для этого не требуется). Импортины высвобождаются в цитоплазму и цикл тем самым замыкается. Что касается комплекса RanGTP/импортин-бета, то для его диссоциации помимо RanGAP и RanBP1, необходим импортин-альфа или другой фактор, стабилизирующий Ran-свободную форму транспортина.
Таким образом необратимость процесса импорта, по-видимому, достигается за счет быстрой диссоциации транслоцируещегося в ядро комплекса (импортин-альфа/бета/NLS), а необратимость реэкспорта импортинов - за счет эффективной диссоциации комплекса импортин(ы)/RanGTP.
Реимпорт рецептора CAS происходит, по-видимому, пассивно. Существуют свидетельства в пользу того, что еще некоторые импортины, а именно импортин-бета, транспортин и экспортин-t , в свободной форме способны пассивно проходить через ядерные поры
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!