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 ( табл. 2 ).

Импортин-бета содержит 14-15 тандемно расположенных HEAT-мотивов . Сравнение последовательности импортина-бета с последовательностью Arm-домена импортина-альфа привело исследователей к выводу, что эти два импортина относятся к одному суперсемейству. Учитывая также, что N-концевой IBB-мотив импортина-альфа содержит два участка основных аминокислот, примерно по четыре аминокислоты каждый, вполне отвечающий всем признакам NLS, можно провести параллель между взаимодействиями импортин-бета/IBB и импортин-альфа/NLS ( Malik, H. S. et al. 1997 ). В свете этих данных кажется вполне вероятным, что импортин-бета и первичный импортин-альфа произошли от одного предшественника. Считается, что им был импортин-бета подобный, импортин-альфа независимый транспортин. Эволюционный смысл этого события может заключаться в том, что оно дает возможность для образования нескольких небольших специализированных адапторных молекул, и за счет них упростить NLS-сигналы транспортируемых белков , а также осуществлять регуляцию. Это кажется более выгодным, чем создание изоформ более крупного, строго необходимого, а следовательно и менее эволюционно лабильного импортина-бета .

Импортины-альфа - это не единственные адапторы импортина-бета , помимо них этот рецептор для импорта своих субстратов использует XRIP-альфа , снурпортин 1 , RanBP8 и импортин 7 ( табл. 2 ).

См. также Нуклеопорины, транспортины, импортины и экспортины ",

Ссылки:

Все ссылки