16.4
从细胞质输入到细胞核的蛋白质含有短段氨基酸序列,称为核定位信号或NLS。
核输入蛋白(importins)是一类特化的核输入受体,可识别 cargo 蛋白的核定位信号(NLS),并通过核孔复合体(NPCs)将其转运至细胞核内。
输入蛋白以可溶性异源二聚体形式存在于细胞质中,由α和β亚基组成。输入蛋白α亚基结合 cargo 蛋白的核定位信号(NLS),形成 cargo-受体复合物。
Importin β 结合从核孔复合体(NPC)延伸出的细胞质纤丝,并将货物-受体复合物停靠在通道的开口处。
核孔复合体的内通道内衬有富含苯丙氨酸-甘氨酸(phenylalanine-glycine)或FG重复序列,可形成类似凝胶的选择性屏障。
当货物-受体复合物通过通道时,β亚基会与FG重复序列形成多个弱相互作用,并在通道上跳跃,打破FG重复序列之间的相互作用,从而溶解凝胶样屏障。通过这种反复的接触与溶解过程,货物-受体复合物得以进入细胞核内部。
在细胞核内,一种称为Ran的GTP结合蛋白与importin beta结合,并诱导该受体发生构象变化,从而释放 cargo 蛋白。
随后,importin-Ran-GTP复合物被转运回细胞质,在那里GTP被水解,释放出importin,以便进行下一轮的货物输入。
靶向细胞核中的蛋白质会携带一段较短的氨基酸序列,并将其称为核定位信号(NLS)。经典的核定位信号有两种类型:单分型经典核定位信号和双分型经典核定位信号。单分型经典核定位信号(cNLS)是由 4-8 个氨基酸中的单个簇所组成的。双分型经典核定位信号则是由两个 2-3 个氨基酸中的簇和桥接两个簇的 9-…