Кіріспе

Импорттин ақуыздар отбасы - ақуыз молекулаларын жасуша цитоплазмасынан ядроға тасымалдайтын кариофериннің бір түрі. Ол ядролық локализация тізбектері (NLS) деп аталатын белгілі бір тану тізбектеріне байлану арқылы жүзеге асырылады. Импорттиннің α және β импортиндері бар. Импорттин β тобының мүшелері жүкті өздері байлап, тасымалдауға немесе импорттин α-мен гетеродимерлерді құрауға қабілетті. Гетеродимердің бір бөлігі ретінде импортин β поралық кешенмен өзара әрекеттесуді қамтамасыз етеді, ал импортин α жүктегі ядролық локализациялық сигналды (NLS) байлау үшін адаптер ақуыз ретінде әрекет етеді. NLS Importin α Importin β тримері Ran GTP- ге ядроның ішінде байланғаннан кейін диссоциацияланады, екі импорттин ақуыздары цитоплазмаға қайта өңделеді.

Ашылу

Импортин α/β гетеродимері немесе β-импортин мономері ретінде болуы мүмкін. А-импортинді алғаш рет 1994 жылы Макс Дельбрюк молекулалық медицина орталығында орналасқан Энно Хартманнды қоса алғанда, топ оқшаулады. Бірақ бұл процеске қатысы бар негізгі белоктар осы уақытқа дейін анықталмаған еді. 60 кДа цитозолды ақуыз, ядроға ақуыз импорттау үшін маңызды және SRP1p-ге 44% реттілік сәйкестігімен, Xenopus жұмыртқаларынан тазартылды. Ол клонталды, секвенцияланды және Э. coli- де экспрессияланды және сигналға тәуелді тасымалдауды толық қалпына келтіру үшін Ran ((TC4) - мен біріктірілуі керек болды. Зерттеуде басқа да маңызды стимуляциялық факторлар анықталды. және Дирк Гёрлихтің қосымша зерттеулері. Бұл топтар импорттин α-ның жұмыс істеуі үшін басқа белок - импорттин β қажет екенін және олардың бірігіп ядролық локализация сигналдарына (НЛС) рецептор құрайтынын, осылайша ядроға тасымалдауға мүмкіндік беретінін анықтады. 1994 және 1995 жылдардағы алғашқы ашылулардан бері IPO4 және IPO7 сияқты импортин гендерінің қатары табылды, олар құрылымы мен орналасуы әртүрлі болғандықтан, сәл өзгеше жүк ақуыздарын импорттауды жеңілдетеді.

Импортты-α

Импорттың α адаптерлі ақуызының көп бөлігі бірнеше рет реттелген армадилло қайталауларынан (ARM) тұрады. Бұл қайталанулар бір-біріне тігіліп, бүктелген пішінді құрылымды құрайды, бұл белгілі бір жүк ақуыздарының NLS-мен байланысуын жеңілдетеді. Негізгі NLS байлау орны N ұшынан, ал кішігірім орны C ұшынан орналасқан. ARM құрылымдарымен қатар, Importin α- да Importin β- мен байланысу үшін жауапты 90 аминқышқыл N терминалды аймағы бар, ол Importin β- мен байланысу (IBB) домені деп аталады. Бұл да өздігінен тежелудің орны.

Импорттық-β

Импорт β - кариофериндердің үлкен суперотбасының типтік құрылымы. Олардың құрылымының негізі - 18-20 тандемді қайталау HEAT мотиві. Бұл қайталанулардың әрқайсысында екі параллель емес альфа-перекселі бар, олар белдіктің жалпы құрылымын қалыптастыру үшін біріктіріледі. Жүкті ядроға тасымалдау үшін импортин β ядролық поралық кешендермен байланысуы керек. Ол мұны нуклеопориндермен олардың әртүрлі FG (Phe Gly) мотивтерінде әлсіз, уақытша байланыстар құру арқылы жасайды. Кристаллографиялық талдаулар бұл мотивтердің импортин β-ға оның бетінде орналасқан гидрофобты қалталарда байлағанын көрсетті.

Ядролық ақуызды импорттау циклі

Импорттың негізгі қызметі ядролық протеин импорт циклы деп аталатын процесте ядролық поралық кешендер (НПК) арқылы ядролық локализация сигналдары бар белоктардың ядроға транслокациясына делдалдық жасау болып табылады.

Жүкті байлау

Бұл циклдің бірінші қадамы - жүкті байлау. Импортин бұл функцияны мономерлік импортин β ақуыз ретінде орындай алады, бірақ әдетте импортин α болуы қажет, ол жүк ақуыздарына адаптер ретінде әрекет етеді (NLS-пен өзара әрекеттесу арқылы). NLS - бұл негізгі амин қышқылдарының тізбектілігі, ол белокты ядроға арналған жүк ретінде белгілейді. Жүк ақуызында осы мотивтердің бірі немесе екеуі болуы мүмкін, олар импорттин α-ның негізгі және/немесе кішігірім байланысу орындарына байланады.

Жүк тасымалы

Жүк ақуызын байлағаннан кейін, импортин β NPC- мен өзара әрекеттеседі және кешен цитоплазмадан ядроға таралады. Диффузия жылдамдығы цитоплазмадағы импортин α концентрациясына және импорттин α-ның жүкпен байланысу аффинитетіне байланысты. Ядроға кіргеннен кейін, кешен Ras отбасылық GTPаза, Ran GTP-мен өзара әрекеттеседі. Бұл импортин β конформациясын өзгертіп, кешеннің диссоциациясына әкеледі. Импортин β қайта өңдеуге дайын Ran GTP- ге байланған күйде қалдырылады. Импорт β- ның босауы бұл аймақты босатып, оған кері бұрылуға және негізгі NLS байланысу орнында жүк ақуызымен байланысу үшін бәсекелесуге мүмкіндік береді. Бұл бәсекелестік ақуыздың шығарылуына әкеледі. Кейбір жағдайларда жүк түсіруге көмектесу үшін Nup2 және Nup50 сияқты арнайы босату факторларын қолдануға болады. Сондай- ақ импортиннің өзгеруін кейбір қатерлі ісіктермен байланыстыратын зерттеулер жүргізілді. Сүт қатерлі ісігі зерттеулерінде NLS байланыстыру доменінің жоқтығы бар импорттин α- ның қысқартылған түрі анықталды. Сонымен қатар, импорттин α ісікті басушы генді, BRCA1 (сырын қатерлі ісігінің 1- түрі) ядроға тасымалдауы дәлелденді. Импорттин α- ның артық экспрессиясы кейбір меланомалы науқастарда төмен өмір сүру деңгейімен байланысты. Импорттин белсенділігі кейбір вирустық патологиялармен де байланысты. Мысалы, Эбола вирусының инфекциялық жолындағы негізгі қадам - PY STAT1 ядролық импортының тежелуі. Бұл цитоплазмада импортин α-ны бөлуге мүмкіндік береді, яғни ол енді NLS-де жүкпен байланыса алмайды. Нәтижесінде импортин жұмыс істей алмайды және жүк ақуызы цитоплазмада қалады.