Диссертация (1145638), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Интересно, чтобелок p15 тоже гомологичен NTF2, а димеризация p15 и TAP происходит аналогично образованиюгомодимеров белка NTF2 (Suyama et al., 2000). Мутантные формы TAP, не формирующие димеры сбелком p15, не способны осуществлять ядерный экспорт мРНК (Fribourg et al., 2001).Примечательно, что помимо РНК-связывающего сайта в доменах RBD и LRR, при димеризацииTAP с p15 возникает второй – на поверхности домена NTF2-like. Только при наличии мутаций,одновременно затрагивающих RBD и NTF2-like домены, у димера Tap-p15 нарушится способностьсвязываться с поли(А)-РНК и обеспечивать её экспорт из ядра (Katahira et al., 2015). Наличие UBAдомена характерно для многих ферментов, способных присоединять убиквитин к другиммолекулам, а также для белков репарации ДНК и протеинкиназ.
Через домен UBA белок TAP53взаимодействует с ЯПК (Suyama et al., 2000). При этом, для осуществления экспорта мРНКфункциональными должны быть оба домена: и NTF2-like (обязательно с р15) и UBA, посколькуименно в них находятся структуры, критичные для взаимодействия с нуклеопоринами (Fribourg etal., 2001; Braun et al., 2002).Несмотря на то, что белок TAP способен непосредственно взаимодействовать снуклеопоринами для осуществления транспорта через ядерную оболочку, в аминокислотнойпоследовательности этого белка выявлено несколько сигналов ядерного экспорта (NES): один изних находится в LRR домене (Yang et al., 2001), два – в домене NTF2-like (Thakurta et al., 2004) иещё один – в домене UBA (Kang and Cullen, 1999).
Таким образом, TAP может быть импортирован вядро и экспортирован обратно в цитоплазму разными путями. Таким образом, в случаеповреждения одного из С-терминальных доменов, TAP может сохранить способность перемещатьсяиз ядра в цитоплазму. Другим примером служит белок человека NXF3, имеющий укороченныйUBA-доменом: его экспортирт из ядра осуществляет белок CRM1 (Yang et al., 2001).Белок TAP способен к мультимеризации. Известны функциональные три- и тетрамеры белкаTAP, а также его комплексы с другими белками, принадлежащими к семейству NXF у человека.Предположительно, олигомеризация TAP облегчает его прохождение сквозь ядерные поры, авзаимодействие разных белков NXF позволяет им координировать функции друг друга.
Посколькуучасток, ответственный за олигомеризацию TAP, находится в той же N-терминальной половинебелка, что и участок, необходимый для взаимодействия с адаптерными белками, моно- и олигомерыTAP могут иметь разный репертуар белков- партнёров (Matzat et al., 2008).Другие белки семейства NXF организованы аналогично TAP: в их структуре выявляются теже эволюционно-консервативные домены (Bear et al., 1999; Katahira et al., 1999). Доменнаяструктура белов NXF1 определяет их функцию – экспорт мРНК.1.3.1.2 Механизм экспорта мРНК у эукариотОбычно у эукариот РНК-полимеразой II синтезирует пре-мРНК. Пре-мРНК претерпеваетразличные модификации, называемые созреванием (процессингом). Созревание пре-мРНКвключает в себя кэпирование 5’-конца, сплайсинг, удаление 3’-конца и полиаденилирование.На каждом из этих этапов к транскрипту привлекается большое количество белков, поэтомуготовая к экспорту мРНК находится в ядре в виде РНП частицы – комплекса мРНК с белками(Рис.
24).54Рисунок 24. Созревание мРНК и её экспорт и ядра. Схематично изображены стадии процессинга премРНК: (1) кэпирование; (2) cплайсинг; (3) процессинг 3’-конца транскрипта и привлечение комплексаTREX. (4) Для обеспечения экспорта к зрелой мРНК белки комплкса TREX привлекают основной белокNXF1 в комплексе с p15 (Nxt1). (5) Сформированная РНП-частица направляется к ядерной поре. (6)Белок NXF1 обеспечивает стыковку (докинг) РНП с корзинкой ЯПК. (7) Происходит перемещение РНПчерез канал ЯПК. (8) Высвобождение мРНК в цитоплазму происходит в результате взаимодействияNXF1 с цитоплазматическими филаментами ЯПК (в частности, RanBP2) и ключевыми кофакторамиGle1 и DDX19 (Delaleau and Borden, 2015).Белковый комплекс TREX (transcription-coupled export) является связующим звеноммежду транскрипцией и экспортом мРНК. TREX включает в себя коровый комплекс THO, атакже содержит белки UAP56 (у дрожжей – Sub2), ALY/REF (у дрожжей – Yra1) и белок CIP29.TREX привлекается к 5’-концу мРНК, взаимодействует с CBP80 (cap-binding protein) и затемпривлекает белок NXF1.
Основными адаптерами между белком NXF1 и РНП-частицейявляются белки ALY/REF, входящие в состав комплекса TREX. (Köhler and Hurt, 2007;Viphakone et al., 2012; Delaleau and Borden, 2015). Согласно существующей модели, всвободном состоянии белок NXF1 имеет конформацию закрытой петли, при которой богатыйаргинином РНК-связывающий сайт скрыт, что затрудняет связывание этого белка с мРНК.Взаимодействие NXF1 с белками ALY и THOC5, являющимися субъединицами комплекса55TREX, вызывает переход белка NXF1 в открытую для взаимодействия с РНК конформацию(Viphakone et al., 2012).Белки ALY/REF, UAP56 и NXF1-Nxt1 также ассоциированы с EJC (exon-junctioncomplex). EJC связывается с мРНК во время сплайсинга и остаётся в составе комплекса РНП.Далее, в цитоплазме, EJC в составе РНП регулирует стабильность, трансляцию и локализациюмРНК (по: Delaleau and Borden, 2015).
Сплайсинг способствует присоединению NXF1 кэкспортируемому комплексу, но NXF1 может участвовать и в транспорте тех мРНК, которыесоответствуют генам, не содержащим интронов (Herold et al., 2001; Erkmann and Kutay, 2004;Masuda et al., 2005), а также в транспорте альтернативных транскриптов с сохранённымиинтронами (Li et al., 2006; Wang et al., 2015).Считается, что от места синтеза и процессинга к ядерной поре РНП-частицу направляеткомплексTREX-2,взаимодействуетсодинNXF1.изкомпонентовБелковыйкоторого,комплексORCбелок(OriginGANP,непосредственноRecognitionComplex),взаимодействующий с TREX-2, тоже способен связываться с NXF1, способствуя экспортумРНК (Kopytova et al., 2016).
Механизм перемещения РНП-комплекса через ЯПК требуетдальнейших исследований. Известно, что это очень быстрый процесс, занимающий около180 мс, из которых 80 мс занимает докинг (стыковка) РНП-комплекса с ЯПК, от 5 до 20 мс –перемещение через центральный канал ЯПК и около 80 мс – высвобождение РНП-частицы вцитоплазму. Интересно, что только 25-35% РНП после успешного докинга экспортируются вцитоплазму, в то время как остальные остаются в ядре (по: Delaleau and Borden, 2015).Направление экспорта контролируется геликазой Dbp5, находящейся на цитоплазматическойстороне ЯПК. Активность Dbp5 стимулируют находящиеся там же белок Gle1 и его кофакторInsP6.
Локальная активация Dbp5 приводит к ремоделированию РНП, в результате чего частьбелков, включая гетеродимер NXF1-Nxt1, высвобождаются из экспортного комплекса могутвернуться в ядро (по Björk and Wieslander, 2011).1.3.1.3 Способы осуществления специфического экспорта определенных мРНКтранспортным рецептором NXF1Гетеродимер NXF1-NXT1 осуществляет экспорт большинства клеточных мРНК из ядра вцитоплазму, взаимодействуя с ними неспецифически. В то же время, экспорт некоторыхтранскриптов белок NXF1 может осуществлять специфично, что определяется адаптернымимолекулами, взаимодействующими с NXF1 и проявляющими специфичность в отношенииопределенных типов мРНК.
Специфическое взаимодействие белка NXF1 с определенными мРНКможет осуществляться несколькими путями.56Например, NXF1 может формировать комплекс AREX (alternative mRNA export) дляэкспорта мРНК, кодирующих белки, вовлечённые в митоз (Yamazaki et al., 2010). Для экспортамРНК HSP70 важен белок THOC5 – компонент комплекса TREX (Katahira et al., 2009). Другойкомпонент TREX, ChTOP, необходим для экспорта других транскриптов (Chang et al., 2013).В некоторых случаях определяющее значение для экспорта играют специфическиепоследовательности в самой мРНК. Например, мотив CTE (Constitutive Transport Element),присутствие которого характерно для РНК многих вирусов, формирует сложную вторичнуюструктуру, с которой NXF1 способен взаимодействовать напрямую (Bear et al., 1999). В настоящеевремя установлен механизм этого взаимодействия. При образовании гетеродимера NXF1:NXT1,в домене NTF2-like белка NXF1 появляется дополнительный сайт связывания РНК,необходимый для взаимодействия с определенными РНК (Katahira et al., 2015).
Двагетеродимера NXF1:NXT1 образуют между собой комплекс, формируя «платформу» длясвязывания СТЕ (Aibara et al., 2015). Авторы считают, что такой комплекс способен связыватьне только СТЕ, но и другие участки РНК с аналогичной пространственной структурой (Aibara etal., 2015).Известны и другие примеры: например, последовательность SSCR (signal sequence codingregion). Эта последовательность выявляется в транскриптах, кодирующих секреторные белки(Kraut-Cohen and Gerst, 2010).
Мотив RTE (RNA transport element), похожий на CTE, узнаётсябелком RBM15, который способствует привлечению фактора NXF1 (Lindtner et al., 2006). мРНК,необходимые для репликации генома и репарации (например, RAD51, CHEK1, FANCD2),экспортируются под контролем IPMK (inositol polyphosphate multikinase). Для экспорта мРНКRAD51 ключевую роль играет специфическая последовательность, находящаяся в её 3’UTR (по:Delaleau and Borden, 2015).1.3.2 Паралоги nxf1, выполняющие специализированные функции в нервной системеу млекопитающихОбщей особенностью эмбриогенеза, сперматогенеза, а также формирования ифункционирования нервной системы является существование в клетках долгоживущихлокализованных мРНК (по: Golubkova et al., 2012).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
