Jump to content

Ядерный экспортный сигнал

Ядерный экспортный сигнал ( NES ) представляет собой короткий целевой пептид, содержащий 4 гидрофобных остатка в белке , который нацелен на него для экспорта из ядра клеточного ядра в цитоплазму через ядерной пор комплекс с использованием ядерного транспорта . Он имеет противоположный эффект сигнала ядерной локализации , который нацелен на белок, расположенный в цитоплазме для импорта в ядро. NES распознается и связана экспортинами .

Несс выполняет несколько жизненно важных клеточных функций. Они помогают в регулировании положения белков в клетке. Благодаря этой транскрипции влияет на транскрипцию и несколько других ядерных функций, которые необходимы для правильной функции клеток. [ 1 ] Экспорт многих типов РНК из ядра необходим для правильной клеточной функции. NES определяет, какой тип пути различные типы РНК могут использовать для выхода из ядра и выполнения их функции, а NESS может повлиять на направление молекул, выходящих из ядра. [ 2 ]

Структура

[ редактировать ]

Computer analysis of known NESs found the most common spacing of the hydrophobic residues to be LxxxLxxLxL, where "L" is a hydrophobic residue (often leucine) and "x" is any other amino acid; the spacing of these hydrophobic residues may be explained by examination of known structures that contain an NES, as the critical residues usually lie in the same face of adjacent secondary structures within a protein, which allows them to interact with the exportin.[3] Рибонуклеиновая кислота (РНК) состоит из нуклеотидов и, таким образом, отсутствует сигнал ядерного экспорта для выхода из ядра. В результате большинство форм РНК будут связываться с молекулой белка, образуя комплекс рибонуклеопротеина, который экспортируется из ядра.

Eukaryotic Linear Motif resource defines the NES motif for exportin within a single entry, TRG_NES_CRM1_1. The single-letter amino acid sequence pattern of NES, in regular expression format, is:[4]

([DEQ].{0,1}[LIM].{2,3}[LIVMF][^P]{2,3}[LMVF].[LMIV].{0,3}[DE])|
([DE].{0,1}[LIM].{2,3}[LIVMF][^P]{2,3}[LMVF].[LMIV].{0,3}[DEQ])

In the above expression, LIMVF are all hydrophobic residues, while DEQ are hydrophilic aspartic acid, glutamic acid, and glutamine. In human language, this is an extension of the "common pattern" that includes hydrophilic residues surrounding it as well as slight variations in the length of xxx and xx fragments seen above.

Mechanism

[edit]

Nuclear export first begins with the binding of Ran-GTP (a G-protein) to exportin. This causes a shape change in exportin, increasing its affinity for the export cargo. Once the cargo is bound, the Ran-exportin-cargo complex moves out of the nucleus through the nuclear pore. GTPase activating proteins (GAPs) then hydrolyze the Ran-GTP to Ran-GDP, and this causes a shape change and subsequent exportin release. Once no longer bound to Ran, the exportin molecule loses affinity for the nuclear cargo as well, and the complex falls apart. Exportin and Ran-GDP are recycled to the nucleus separately, and guanine exchange factor (GEF) in the nucleus switches the GDP for GTP on Ran.

Chemotherapy

[edit]

The process of nuclear export is responsible for some resistance to chemotherapy drugs. By limiting a cell's nuclear export activity it may be possible to reverse this resistance. By inhibiting CRM1, the export receptor, export through the nuclear envelope may be slowed. Survivin is a NES that inhibits cellular apoptosis. It interacts with the mitotic spindles during cellular division. Due to the usually rapid proliferation of tumour cells, survivin is more expressed during the presence of cancer. The level of survivin correlates to how resistance to chemotherapy a cancerous cell is and how likely that cell is to replicate again. By producing antibodies to target the NES survivin, apoptosis of cancerous cells can be increased.[5]

Examples

[edit]

NES signals were first discovered in the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) Rev protein and cAMP-dependent protein kinase inhibitor (PKI). The karyopherin receptor CRM1 has been identified as the export receptor for leucine-rich NESs in several organisms and is an evolutionarily conserved protein. The export mediated by CRM1 can be effectively inhibited by the fungicide leptomycin B (LMB), providing excellent experimental verification of this pathway.[6]

Other proteins of various functions have also been experimentally inhibited of the NES signal such as the cyto-skeletal protein actin, which functions include cell motility and growth. The use of LBM as a NES inhibitor proved successful for actin resulting in accumulation of the protein within the nucleus, concluding universal functionality of NES throughout various protein functional groups.[7]

Regulation

[edit]

Not all NES substrates are constitutively exported from the nucleus, meaning that CRM1-mediated export is a regulated event. Several ways of regulating NES-dependent export have been reported. These include masking/unmasking of NESs, phosphorylation and even disulfide bond formation as a result of oxidation.

The binding of NES to the export receptor of a protein gives the universal export function of NES an individually specified activation of export to each protein. Studies of specified NES amino acid sequences for particular proteins show the possibility of blocking the NES activation of one protein with an inhibitor for that amino acid sequence while other proteins of the same nucleus remain unaffected.[8]

NESbase

[edit]

NESbase is a database of proteins with experimentally verified leucine-rich nuclear export signals (NES). The verification is performed by, among others, Technical University of Denmark Center for Biological Sequence Analysis and University of Copenhagen Department of Protein Chemistry. Every entry in its database includes information whether nuclear export signals were sufficient for export or if it was only mediated transport by CRM1 (exportin).[9]

References

[edit]
  1. ^ Fukuda, Makoto; Asano, Shiro; Nakamura, Takahiro; Adachi, Makoto; Yoshida, Minoru; Yanagida, Mitsuhiro; Nishida, Eisuke (November 1997). "CRM1 is responsible for intracellular transport mediated by the nuclear export signal". Nature. 390 (6657): 308–311. Bibcode:1997Natur.390..308F. doi:10.1038/36894. ISSN 0028-0836. PMID 9384386. S2CID 4420607.
  2. ^ Li, Zhengguo; Kearse, Michael G.; Huang, Chuan (2019-01-02). "The nuclear export of circular RNAs is primarily defined by their length". RNA Biology. 16 (1): 1–4. doi:10.1080/15476286.2018.1557498. ISSN 1547-6286. PMC 6380329. PMID 30526278.
  3. ^ la Cour T, Kiemer L, Mølgaard A, Gupta R, Skriver K, Brunak S (June 2004). "Analysis and prediction of leucine-rich nuclear export signals". Protein Eng. Des. Sel. 17 (6): 527–36. doi:10.1093/protein/gzh062. PMID 15314210.
  4. ^ "ELM - Detail for TRG_NES_CRM1_1". elm.eu.org. Retrieved 10 April 2019.
  5. ^ El-Tanani, Mohamed; Dakir, El-Habib; Raynor, Bethany; Morgan, Richard (2016-03-14). "Mechanisms of Nuclear Export in Cancer and Resistance to Chemotherapy". Cancers. 8 (3): 35. doi:10.3390/cancers8030035. ISSN 2072-6694. PMC 4810119. PMID 26985906.
  6. ^ Fukuda, Makoto; Asano, Shiro; Nakamura, Takahiro; Adachi, Makoto; Yoshida, Minoru; Yanagida, Mitsuhiro; Nishida, Eisuke (1997-11-20). "CRM1 is responsible for intracellular transport mediated by the nuclear export signal". Nature. 390 (6657): 308–311. Bibcode:1997Natur.390..308F. doi:10.1038/36894. ISSN 0028-0836. PMID 9384386. S2CID 4420607.
  7. ^ Wada, Atsushi; Fukuda, Makoto; Mishima, Masanori; Nishida, Eisuke (1998-03-16). "Nuclear export of actin: a novel mechanism regulating the subcellular localization of a major cytoskeletal protein". The EMBO Journal. 17 (6): 1635–1641. doi:10.1093/emboj/17.6.1635. ISSN 0261-4189. PMC 1170511. PMID 9501085.
  8. ^ Rowe, Thomas C.; Ostrov, David; Dawson, Jana L.; Pernazza, Danielle; Lawrence, Nicholas J.; Sullivan, Daniel M. (2013-11-15). "Targeting The Nuclear Export Signal In Multiple Myeloma". Blood. 122 (21): 1925. doi:10.1182/blood.V122.21.1925.1925. ISSN 0006-4971.
  9. ^ Tanja la Cour; Ramneek Gupta; Kristoffer Rapacki; Karen Skriver; Flemming M. Poulsen; Søren Brunak (2003). "NESbase version 1.0: a database of nuclear export signals". Nucleic Acids Research. 31 (1): 393–396. doi:10.1093/nar/gkg101. PMC 165548. PMID 12520031.
[edit]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d87024a510835bc8d0d065cffc030cf0__1698016860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d8/f0/d87024a510835bc8d0d065cffc030cf0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nuclear export signal - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)