Ядерные белки: импорт, NLS-независимые механизмы
Подавляющее большинство ядерных белков импортируется туда по стандартному NLS-зависимому механизму . Альтернативные механизмы могут оказаться совершенно необходимыми в случае импорта компонентов самой транспортной системы. Действительно, RCC1 может импортироваться в ядро по NLS-независимому пути , а для транспорта Ran альтернативный путь вообще является основным и, по-видимому, единственным. Но компонентами транспортных систем перечень белков, транспортирующихся по "необычным" механизмам, далеко не ограничивается, этот список постоянно пополняется новыми членами.
Некоторые белки, например гистон Н1 , транспортируется по механизму сходному с NLS-зависимым механизмом. Но вместо импортина-альфа в этом процессе фигурирует другой белок, в случае Н1 это импортин 7 ( Jakel, S., et. al. 1999 ). Вероятное значение обособления механизма транспорта этого белка - обеспечение высокой эффективности этого процесса. Дело в том, что Н1 - маленький белок и может легко диффундировать из ядра, и поэтому система активного транспорта должна не только обеспечивать доставку новосинтезированных белков, но и перекрывать постоянную диффузию белка из ядра ( Breeuwer, M. and Goldfarb, D. 1990 ).
Еще одним примером альтернативного механизма, является механизм импорта в ядро дрожжевых белков Nab2p и Nab4p/Hrp1p , принимающих участие в экспорте мРНК. Для этих белков был найден специфический сигнал ядерной локализации , одновременно являющийся РНК-связывающим мотивом . Эта последовательность была названа rg-сигнал (arginine/glycine rich) . Идентифицирован был также и рецептор для этого сигнала, белок семейства импортинов-бета , Kap104p (он же transportin 1/karyopherin-бета2/importin-бета2 в человеке). Считается, что Kap104p связывает rg-содержащий белок в цитоплазме, образовавшийся комплекс транспортируется в ядро, после чего он диссоциирует, причем для диссоциации необходим не только RanGTP , но и РНК. Образовавшийся РНП транслоцируется в цитоплазму, где и диссоциирует, возможно, при участии Kap104p, вновь связывающего его белковые компоненты ( Gorlich, D., and U. Kutay. 1999 ; Lee, D. C. Y., Aitchison, J. D. 1999 ).
hnRNP A1 - белок из млекопитающих, напоминающий Nab4p/Hrp1p . В отличие от Nab4p/Hrp1p, А1-белок транспортируется из ядра и обратно независимо от уровня синтеза мРНК. М9-последовательность белка hnRNP A1 является одновременно и сигналом импорта и сигналом экспорта. Для этой последовательности был также идентифицирован специфический импортин, названный транспортином 1 . Хотя этот белок участвует, по-видимому, только в импорте hnRNP A1, консенсусная последовательность, определенная для М9 ((Y/F/W)XXJXSXZG(P/K)(M/L/V)(K/R) J-гидрофильн., Z-гидрофобн., X-любая АК), не обнаруживает участков, необходимых для экспорта или импорта отдельно. Т.е. мутации в М9, приводящие к блокаде импорта, негативно отражаются на способности белка экспортироваться, и наоборот ( Bogerd, et. al. 1999 ).
Бывают случаи, когда один субстрат транспортируется через ядерные поры сразу несколькими разными системами. Так, импорт U мяРНП происходит по двум разным механизмам.
Но самым впечатляющим примером служит транспорт рибосомного белка rpL23a , импорт которого осуществляется сразу четырьмя независимыми рецепторами: импортином-бета , транспортином 1 , импортином 5 и импортином 7 . Интересно, что со всеми этими транспортинами (в том числе с импортином-бета ) rpL23a связывается прямо, без участия адапторов. Домен этого белка, отвечающий за прямое связывание импортина-бета, называется BIB (чтобы отличать его от IBB ). Он более сложен чем "классический" NLS и, по выражению авторов, экстремально основной (extremely basic). Есть предположение, что этот домен представляет собой реликтовый сигнал ядерной локализации , сохранившийся с тех времен, когда импортин-альфа еще не появился в ходе эволюции ( Jakel, S., Gorlich, D. 1998 ).
