核输出序列

核输出信号 (NES) 是一种短靶肽,在蛋白质中含有 4 个疏水残基,其靶向它以使用核转运通过核孔复合物从细胞核输出到细胞质。 它具有与核定位信号相反的作用,核定位信号靶向位于细胞质中的蛋白质以导入细胞核。

NES 具有多种重要的细胞功能。 它们有助于调节蛋白质在细胞内的位置。 通过这种 NES 影响转录和其他几种对正常细胞功能至关重要的核功能。 正常的细胞功能需要从细胞核输出多种类型的 RNA。 NES 决定了不同类型的 RNA 可以使用什么类型的途径离开细胞核并执行它们的功能,并且 NES 可能影响离开细胞核的分子的方向性。

已知 NES 的计算机分析发现最常见的疏水残基间距为 LxxxLxxLxL,其中 L 是疏水残基(通常是亮氨酸),x 是任何其他氨基酸; 这些疏水残基的间隔可以通过检查包含 NES 的已知结构来解释,因为关键残基通常位于蛋白质内相邻二级结构的同一面,这允许它们与输出蛋白相互作用。 核糖核酸 (RNA) 由核苷酸组成,因此缺乏移出细胞核的核输出信号。 结果,大多数形式的 RNA 将与蛋白质分子结合,形成核糖核蛋白复合物,从细胞核中输出。

真核线性基序资源在单个条目 TRG_NES_CRM1_1 中定义用于导出的 NES 基序。

机制

核输出首先从 Ran-GTP(一种 G 蛋白)与输出蛋白的结合开始。 这会导致 exportin 的形状发生变化,从而增加其对出口货物的亲和力。这会导致形状变化和随后的输出蛋白释放。 一旦不再与 Ran 结合,输出分子也失去了对核货物的亲和力,复合体就会分崩离析。

化疗

核输出过程是对化疗药物产生耐药性的原因。 通过限制细胞的核输出活动,有可能逆转这种抵抗力。 通过抑制输出受体 CRM1,通过核膜的输出可能会减慢。 Survivin 是一种抑制细胞凋亡的 NES。 它在细胞分裂过程中与有丝分裂纺锤体相互作用。 由于肿瘤细胞通常快速增殖,生存在癌症存在期间表达更多。 存活蛋白的水平与癌细胞对化学疗法的抵抗力以及该细胞再次复制的可能性有多大相关。 通过产生靶向 NES 存活蛋白的抗体,可以增加癌细胞的凋亡。

例子

NES 信号首先在人类免疫缺陷病毒 1 型 (HIV-1) Rev 蛋白和 cAMP 依赖性蛋白激酶抑制剂 (PKI) 中被发现。 核转运蛋白受体 CRM1 已被确定为多种生物体中富含亮氨酸的 NES 的输出受体,并且是一种进化上保守的蛋白质。 CRM1 介导的输出可被杀菌剂来普霉素 B (LMB) 有效抑制,为该途径提供了极好的实验验证。

核输出序列

其他各种功能的蛋白质也已通过实验抑制 NES 信号,例如细胞骨架蛋白肌动蛋白,其功能包括细胞运动和生长。 LBM 作为 NES 抑制剂的使用证明对肌动蛋白是成功的,导致蛋白质在细胞核内积累,从而得出 NES 在各种蛋白质功能组中的普遍功能。

法规

并非所有 NES 底物都从细胞核组成型输出,这意味着 CRM1 介导的输出是一个受监管的事件。 已经报道了几种规范 NES 依赖出口的方法。 这些包括 NES 的掩蔽/去掩蔽、磷酸化,甚至由于氧化而形成二硫键。

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