Nukleäre Lokalisierungssignale und Import

Proteine, die aus dem Zytosol in den Zellkern importiert werden, enthalten kurze Abschnitte von Aminosäuresequenzen, die als Kernlokalisationssignale oder NLS bezeichnet werden.

Importine, spezialisierte nukleare Importrezeptoren, erkennen das NLS von Frachtproteinen und transportieren sie durch die Kernporenkomplexe (NPCs) in den Zellkern.

Importine liegen im Cytosol als lösliche Dimere einer alpha- und einer beta-Untereinheit vor. Importin alpha bindet das NLS eines Frachtproteins zu einem Fracht-Rezeptor-Komplex.

Importin beta bindet zytoplasmatische Fibrillen, die sich vom NPC erstrecken, und dockt den Cargo-Rezeptor-Komplex an die Kanalöffnung an.

Der innere Kanal des NPC ist mit Phenylalanin-Glycin oder FG-reichen Wiederholungen ausgekleidet, die eine gelartige selektive Barriere bilden.

Während sich der Ladungs-Rezeptor-Komplex durch den Kanal bewegt, stellt die Beta-Untereinheit mehrere schwache Kontakte mit den FG-Wiederholungen her und hüpft über den Kanal, wodurch die Wechselwirkungen zwischen den FG-Wiederholungen unterbrochen und die gelartige Barriere aufgelöst wird. Durch solche wiederholten Kontakte und Auflösungen wandert der Ladungs-Rezeptor-Komplex im Inneren des