Nukleärer Export

Der Zellkern hält einige Proteine innerhalb seiner Grenzen zurück und  lässt andere passieren. Die eingeschlossenen Proteine besitzen eine Kernretentionssequenz oder NRS (für nuclear retention sequence), die sie an den Kernlaminen verankert und ihren Transport zum Zytosol verhindert. Die nicht-eingeschlossenen Proteine werden nach ihrer Synthese mit Hilfe von nukleären Exportsignalen oder NES an ihren Wirkungsort, wie das Zytosol oder andere Organellen, transportiert.

Es gibt drei Arten von NES: das kanonische 10 Reste lange Leucin-reiche Signal und andere nicht-kanonische NES wie das M9- und KNS-Signal, das in heteronukleären Ribonukleoproteinen oder hnRNPs zu finden ist. Leucinreiches NES befindet sich am N-terminalen Ende eines Polypeptids und ist durch Abschnitte von Leucin- und Isoleucinresten gekennzeichnet, die mit kleinen polaren Resten durchsetzt sind. Die M9-Signalsequenz ist 38 Reste lang und in der C-terminalen Domäne von hnRNP A1 vorhanden. Die M9-Signalsequenz transportiert Proteine und proteingebundene mRNAs temperaturempfindlich bidirektional durch den Zellkern. Das M9-Exportsignal kann es sogar kerngebundenen Proteinen ermöglichen, bei hohen Temperaturen in das Zytosol zu wandern und sie bei niedrigen Temperaturen im Kern zu halten. Das dritte nicht-kanonische NES ist das 24 Aminosäuren lange KNS-Signal in hnRNP K. Wie M9 fördert das KNS-Signal den bidirektionalen nuklearen Transport von Proteinen und RNA.

Bestimmte nukleäre Exporteure erkennen jedes dieser NES an. Beispielsweise erkennen und exportieren Kernexporteure wie Chromosome Region Maintenance 1 (CRM1), auch Exportin 1 genannt, Fracht mit Leucin-reichen Signalsequenzen. Beim Frachtexport bindet Ran-GTP an CRM1 und bildet den CRM1-RanGTP-Komplex. Dies ermöglicht die Interaktion von CRM1 und Ladung sowie die Bildung eines trimeren Exportkomplexes. Der Frachtexporteur-RanGTP-Komplex interagiert dann mit den Nukleoporinen auf den zytoplasmatischen Fibrillen des Kernporenkomplexes oder NPC, um sich durch den Kern zu bewegen. Der Nup358-RanBP-Komplex auf dem NPC beschleunigt die Hydrolyse von Ran GTP zu GDP, um den Exportkomplex zu zerlegen und die Fracht im Zytosol freizusetzen. CRM1 und RanGDP werden für mehrere Frachtexportrunden in den Kern zurückgeführt.