Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 221
Текст из файла (страница 221)
пап-60Р ,,/ Рио 1114. Кемпа ртментализация йап-60Р и йап-6ТР. Локализация Яап-60Р в цитозоле и пап-6ТР в ядре является следствием локализации двух Яап-регулирующих белков; Яап 6ТРаза-активирующий белок (йап-6АР) локализован в цитозоле, а Фактор обмена гуаниновых нуклеотидов Яап (йап-6ЕР) связывает хроматин и, следовательно, локализован в ядре. Такой градиент двух конформационных форм Кап служит движущей силой ядерного транспорта в соответствующем направлении (рпс. 12.15).
Докинг рецепто ров ядерного импорта на ГО повторах на цитоплазматической стороне )х)РС, напри мер, происходит в зависимости от того, несут ли эти рецепторы «груз» Рецепторы импорта затем перескакивают с одного ГО повтора на другой. Если они достигают ядерной стороны порового комплекса, с ними связывается Кап ОТР, и, если они не сут молекулы «груза», это связывание приводит к тому, что они высвобождают свой «груз» (рис. 12.16). Поскольку Кап ОЕ)Р в цитозоле не связывается с нагруженными рецепторами, взясвогюждение происходит только на ядерной стороне )х)РС.
Таким образом, ядерная локализация Кап ОТР определяет направленность процесса. Освободившись от своего транспортируемого белка в ядре, рецептор импорта со связанной Кап ОТР переносится через поровый комплекс обратно в цитозоль. Там йап-ОАР активирует механизм гидролиза ОТР в составе Кап. ОТР, таким образом превращая его в йап О1)Р. После этого рецепторы импорта готовы к следующему циклу ядерного импорта. Ядерный экспорт происходит по сходному механизму, за исключением того, что Кап-ОТР в ядре способствует связыванию «груза» с рецепторами экспорта, а не его диссоциации. После того как рецептор экспорта прошел через пору в цитозоль, его Кап ОТР взаимодействует с Кап.
ОАР и гидролизует ОТР. В результате рецептор экспорта высвобождает как транспортируемую молекулу, так и Кап О()Р в цитозоль. Свободный рецептор затем возвращается в ядро, и цикл завершается (см. Рис. 12.15). йап ОПР импортируется в ядро собственным рецептором импорта, специфич- ным к связанной с О()Р конформации Кап. Рецептор йап ОРР структурно не род- белок доставлен в цитоза як белок, несущий сигнал ядерной локализации (з)ьв ййъа „.рецептор РеЦептоР ф ~ " ядерного ЯДЕРНОГО табл ч)й импорта экспорта / —, ауь Е(еп-60Р Ф Нэп-АСТР— тйв битки доставлен е ядро импорт в ядРО белок, несущий сипел ядерною экспорте ЭКСПОРТ ИЗ ЯДРА Рис.
12.1Ь. Модель, объясняющая, нак гидролиз 6ТР 6ТРезои йвп в цитозоле определяет направленность ядерного транспорта. Движение сквозь и РС нагруженных рецепторов ядерного транспорта и роисходит вдоль Е6-повторов нз поверхности определенных белков НРС. Дифференциальная локализация йзп-6ТР в ядре и йзп-60Р в цитозоле определяет направленность (красные стрелки) кзк ядерного импорта (слеео), так и ядерного экспорта (спроео). йзп-6АР активирует гидролиз 6ТР и образование йап-60Р с цитоплззмзтической стороны МРС (см. Рис.
12.14). ственен основному семейству ядерных транспортных рецепторов. Однако он также связывается с ЕО повторами на белках ЯПК и перескакивает между ними. ) 2.2.6. Транспорт через ИРС может регулироваться контролирующим доступом к транспортному аппарату Некоторые белки, например белки, связывающие только что синтезировзтптые мРНК в ядре, одновременно содержат сигналы ядерной локализации и ядерного экспорта.
Эти белки непрерывно движутся из ядра в цитозоль и обратно. Относительные скорости импорта и экспорта определяют равновесную локзлизапию таких шатлинг белков (от англ. з7гиШтд — двигаться вперед н назад). Если скорость экспорта превышает скорость импорта, белок в основном будет находиться в цитозоле. Таким образом, изменяя скорость импорта, экспорта или их обоих, можно изменить локализацию белка. Некоторые шатлинг-белки непрерывно мигрируют в ядро и обратно. В отдельных случаях, однако, транспорт жестко регулируется.
Как обсуждается в главе 7, клетки контролируют активность некоторых белков регуляторов генов, не пропуская 22.2ЛранспортйизябкупйзвкдуЯДравгицитозадеМ )09) переносимыи Иап-ОТР связывания переносимого белка высвобожденный переносимый рецептор белок цептор дпя импорта сигнал ядерной локализации ,)' высеобожденный йеп-ООР импорта Рис. 12.16. Как связывание Кап-БТР может привепи к высвобождению кгрузаь рецепторами импорта. а) Структура рецептора ядерного транспорта со связанной аап-6ТР. Рецептор содержит повторяющиеся и спиральные мотивы, располагающиеся друг над другом и формирующие гибкую пружиноподобную структуру, которая способна принимать различные конформации в ответ на связывание транспортируемых белков и йап-БТР. Обратите внимание, что транспортируемые белки и йап-ОТР связываются с разными участками извитой пружины. Вап-бТР частично закрывает консервативную петлю (красная) рецептора, которая в свободном от аап состоянии, по-видимому, играет важную роль в связывании кгрузаз.
б) Цикл загрузки в цитозоле и разгрузки в ядре рецептора ядерного импорта. (а, адаптировано иву. М. Сапой аль б. В(оье(, я(атиге 399: 230-237, 1999. С любезного разрешения издательпва Мастщап Риы)эьегз цг1) их в ядро до тех пор, пока они там не понадобятся (рис. (2. (7). Во многих случаях клетки контролируют транспорт путем регуляции сигналов ядерной локализации и ядерного экспорта; их можно включать и выключать, например, фосфорилируя аминокислоты вблизи сигнальных последовательностей срггс. (2. (()). Другие белки регуляторы генов связаньг с ингибиторными цитоплазматическими белками, которые либо заякоривают их цитозоле (через взаимодействия с ципккелетом нли определенными органелламн), либо маскируют нх сигналы ядерной локализации, не давая нм взаимодействовать с рецепторами ядерного импорта. Соответствуюп(ий стимул освобождает белок-регулятор гена Рис.
12.17. Регуляция ядерного транспорта в зародыше мушки. Белок-регулятор гена г(огзаl экспрессируется однородно по всему раннему зародышу Огазарпг)а, изображенному в поперечном срезе. Белок окрасили антителами, связанными с ферментом, дающим коричневый продукт. Он активен только в клетках, расположенных на вентральной стороне (енизу) зародыша, где он располагается в ядре. (С любезного разрешения 5)еб(пег) Коба) 150 мкм 1(62,. Часть (Ч,внутренняя органиэация клетки капьциневрин ----. (пратеинфосфатаза) й сигнал ядерного импорта МГ-АТ высокая (Оа яу„,'.":.'.!!~" в активирован ,,~~ф:; Т-кпвпвз доступныи сигнал ядерною— экспорта ~а АТР + активная протеинкиназа Рис 12.18. Регуляция ядерного импорта во время антивации Т-клеток. Ядерный фактор активированных Т-клеток (МГ-АТ) представляет собой белок-регулятор гена, который в покоящейся Т-клетке находится в цитозоле в фосфорнлированном состоянии.
Когда Т-клетки активирует чужеродный антиген (см. главу 25), концентрация внутриклеточного Са" возрастает. При высоких концентрациях Са" фосфатаза кальцнневрин связывает и Г-АТ и дефосфорилирует его. Дефосфор или ров а ние открывает сигнал ядерною импорта и блокирует сигнал ядерного экспорта. Затем комплекс НГ-АТ и кальциневрина импортируется в ядро, где он активирует транскрипцию многочисленных генов, необходимых для активации Т клеток. Ответ прекращается, когда снижается уровень Са', что ведет к высвобождению МГ АТ от кап ьци не ар и на. Повторное фосфорилирование МЕ-АТ инактивирует сигнал ядерного импорта и вновь делает доступным сигнал ядерного экспорта, и МЕ-АТ возвращается в цитозоль Некоторые из наиболее эффективных лекарств для подавления иммунитета, включая циклосп орин А и ГК506, ингибируют способность кап ьци не в рина дефосфорилироеать МГ-АТ и, следовательно, блокируют накопление МГ-АТ в ядре и активацию Т-клеток.
от его цитоплазматического якоря, или «маски», и белок транспортируется в ядро. Важным примером такого шатлинг белка является латентный белок регулятор гена, контролирующего экспрессию белков, участвующих в метаболизме холестерина. Белок синтезируется и хранится в неактивной форме в качестве трансмембранного белка ЭР.
При недостатке холестерина белок выходит из ЭР в аппарат Гольджи, где расщепляется специализированными протеазами, и его цитогпазматический домен высвобождается в цитозоль. Этот домен транспортируется в ядро, где активирует транскрипцию генов, необходимых для импорта и синтеза холестерина. Как мы подробно обсудили в главе 6, клетка контролирует экспорт мРНК из ядра сходным образом. Белки, направляющие мРНК из ядра, загружаются на РНК в процессе транскрипции и сплайсинга.
После входа в цитозоль белки отделяются и быстро возвращаются в ядро. Такие РНК, как мяРНК и тРНК, экспортируются другими рецепторами ядерного экспорта. ' 122с Трамспорт молекул а>ежду ядром и цитоэояее> г 1093 12.2.7. Во ореьли алитоэе ЯдеРмея обопомке с>еэбиреется Ядерная пластинка (ламина), расположенная на ядерной стороне внутренней ядерной мембраны, представляет собой сеть взаимосвязанных белковых субъединиц — ядерных ламинов.
Ламины — это специализированный класс про межуточных белков филаментов (обсуждаемых в главе 16), полимеризующихся в двумерную сетку (рис. 12.19). Ядерная пластинка придает форму и устойчивость ядерной оболочке, с которой она связана через ЫРС и интегральные мембранные белки внутренней ядерной мембраны. Ламина также напрямую взаимодействует с хроматином, который и сам по себе взаимодействует с интегральными белками внутренней ядерной мембраны. Ламина и эти белки внутренней мембраны 4>орми руют структурные связи между ДИК и ядерной оболочкой.
Когда ядро разбирается во время митоза, ядерная пластинка деполимери зуется. Разрушение, по крайней мере частично, является следствием прямого фосфорилирования ядерных ламинов циклин-зависимой протеинкиназой Сс)к, активирук>щейся в начале митоза (см. главу 1б). Одновременно фосфорилируются белки внутренней ядерной мембраны, и )ч РС распадаются и распространяются по цитозолю. Во время этого процесса некоторые белки 1чРС связываются с рецепторами ядерного импорта, играющими важную роль в восстановлении 1чРС после завершения ми>ух>а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
