Ядерные белки: импорт, NLS-зависимый механизм, регуляция
Не все белки должны попадать в ядро в любое время и во что бы то ни стало. Например, транскрипционные факторы должны попадать в ядро в ответ на определенный стимул.
Регуляция транспорта белков по импортин-альфа/бета-зависимому механизму может осуществляться несколькими способами, некоторые из которых проиллюстрированы ниже.
- Во-первых, различные NLS , по-видимому, имеют различное сродство к различным изоформам импортина-альфа . Как уже упоминалось, этот белок представлен в человеческом организме по меньшей мере семью изоформами. Хотя большая их часть представлена в той или иной степени во всех клетках, некоторые представители демонстрируют тканеспецифическую экспрессию. Показано, что импортины-альфа разбиваются на три группы по степени гомологии и, возможно, специфичности ( Miyamoto Y. et al. 1997 ). И хотя различия в специфичности между разными импортинами почти невозможно зарегестрировать при анализе одного NLS-белка, при совместном анализе пары субстратов в одном эксперименте, такие различия обнаруживаются. Другими словами, разные импортины демонстрируют разное предпочтение к разным субстратам ( Kohler, M.,et al. 1999 ). Кроме того афинность различных вариантов импортина-альфа (в указанной работе сравнивались, правда, свойства импортинов из разных объектов) по-разному зависит от уровня импортина-бета в клетке. Также и уровень NTF2 каким-то образом может влиять на афинность к NLS, причем тоже по-разному для разных импортинов ( Quimby, B. et. al 2000 ). Тем самым за счет изменения степени экспрессии того или иного рецептора может происходить изменение белкового состава ядра.
- Во-вторых, сродство рецептора может регулироваться другими белками цитозоля, например K1/mSRP1 (гомолог импортина-альфа из мышей) связывает Myc-NLS в экстрактах клеточной культуры Jurcat и не связывает его в экстрактах Raji ( Nadler, S.G. et al. 1997 ). Один из механизмов такого регулирования заключается в маскировке (masking) NLS субстрата доменом той же молекулы или другим белком. К примеру, p50 субъединица NF-kB представлена в цитоплазме в виде p105-предшественника , неспособного транслоцироваться в ядро. После вероятно протеолитического расщепления NLS становится доступен рецепторам, и белок может транслоцироваться в ядро. Вторая субъединица димера NF-kB - p65 - существует в цитоплазме в комплексе с белком IkB (IкаппаB), который, по-видимому, и маскирует ее NLS (такие белки называют retention factors - "факторы задержки" в цитоплазме). Диссоциация IkB индуцируется его фосфорилированием киназой PKC (Ca2+/фосфолипид-зависимая киназа) , что и вызывает транслокацию p65. Возможна также и демаскировка NLS путем конформационных изменений, вызванных связыванием низкомолекулярного лиганда. Например импорт PKC-альфа индуцируется связыванием форболового эфира с этим белком ( Jans D. A. 1995 ).
- Третий путь регуляции заключается в фосфорилировании аминокислот транспортируемого белка, находящихся в непосредственной близости от сигнала ядерной локализации. Например, в случае NLS большого T-антигена SV40 , фосфориллирование по Ser111 и Ser112, находящимся на расстоянии 10-12 остатков от NLS, вызывает усиление импорта этого субстрата, а фосфрилирование Tre124 , непосредственно примыкающего к CcN-домену , - ослабление импорта. Механизм подобной регуляции может заключаться в изменении сродства к цитоплазматическим факторам и рецепторам транспорта, как прямо, так и косвенно, путем маскировки и демаскировки NLS, опосредованных через фосфорилирование ( Jans D. A. 1995 ).
- Четвертый механизм предполагает фосфорилирование компонентов системы ядерного транспорта. В частности существуют данные, что фосфорилирование некоторых компонентов ядерной поры может вызывать ослабление импортин-альфа/бета-зависимого ядерного транспорта ( Kehlenbach R. H. and L. Gerace. 2000 ).
