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核定位信号NLS:引导蛋白质进入细胞核

 生物_医药_科研 2019-04-15

要点:核定位信号将蛋白质引导入细胞核。

https://www./profile/Gino_Cingolani/publication/49706528/figure/fig1/AS:216484035993600@1428625224449/Amino-acid-sequence-of-several-known-nuclear-targeting-sequences-A-Classical-Nuclear.png

A:经典的细胞核定位信号。

B:细胞核定位信号通过磷酸化正调节。

C:细胞核定位信号通过磷酸化负调节。


知识体系阐述:

某实验发现,细胞核内蛋白质被提取后,再导入时新的细胞溶胶中。结果:即使是分子量大的蛋白也能在细胞核中有效地重新聚集。进一步研究表明:是蛋白质的某一段氨基酸序列(肽段)起关键作用,一般含有 4~8个氨基酸,且没有专一性, 作用是帮助亲核蛋白进入细胞核,指导蛋白质入细胞核的分拣信号(sorting signals)被称为:核定位信号(NLSs: nuclear localization signals)。负责蛋白质导入细胞核过程的选择性。

1,利用重组DNA表达蛋白结构域技术,分析多种细胞核蛋白以及短暂入核蛋白的序列以及功能,精确地定义了核定位信号的氨基酸序列。

2,对于多种核蛋白序列,核定位信号由一个或两个富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸的短序列组成,但精细的氨基酸序列随着不同蛋白质不同而不同。其他一些特别核蛋白含有不同的核定位信号序列,其中一些还没有被鉴定出来。

3,核定位信号几乎可以存在与蛋白质氨基酸序列的任何位置,和被认为在蛋白质空间结构表面是形成“环”或“补丁”类似的立体结构。

4,有证据表明:许多具有功能的核定位信号短肽连接到细胞质蛋白表面赖氨酸侧链时也发挥作用,这表明核定位信号在蛋白氨基酸序列中的具体位置并不决定定位功能。

此外,只要多组分复合物的一个蛋白质亚基具有核定位信号,整个蛋白复合物就会被引导入细胞核。(转录调控重要特征现象)

核定位信号包裹的纳米金的纳米粒子示踪模式,可以观察核蛋白的定位情况,这种实验可以通过电子显微镜来进行显影。纳米金颗粒与触须状有机纤维结合形成,有机纤维耦合核定位信号肽段,整个纳米整体能和细胞核核孔复合物环互作进入细胞核。据推测,形成大分子扩散屏障的核孔蛋白的非结构域被推开,使得被核定位信号多肽包裹着的纳米金颗粒得以通过。

13nm 纳米金颗粒(AuNPs)被CIPGNVG-PEG-NH3+(CIPGNVG为信号肽段,PEG为聚乙二醇束胶,NH3+粒子外侧基团)包裹后,在1BR3G细胞里定位的电镜实验。

http://www./v05p0357.htm

两种乳腺细胞内纳米金颗粒的点为示踪:

生物大分子在核孔复合物之间转运与蛋白质在其他细胞器或细胞膜上的转运,有着本质的区别。

1,生物大分子在核孔复合物之间转运是通过一个巨大的、可膨胀的水溶液孔进行的。而蛋白质在其他细胞器或细胞膜上的转运是通过跨越一个或多个脂质双层结构的蛋白质转运体进行的。

2,由于核孔复合物的亲水性,充分折叠的核蛋白可以通过核孔复合物运输到细胞核内,但是新生的核糖体亚基则以颗粒装配的形式运出细胞核。

3,相比之下,蛋白质必须充分的舒展开才能运输到大多数其他细胞器中发挥功能。


知识体系拓展:

NanoScript' 纳米颗粒工具的设计与研究“转录调控”的功用:

AuNP:10 nm Gold Nanoparticle 10纳米直径的纳米金颗粒。

Linker Molecule:连接体分子,一般为PEG聚合物。

NLS:细胞核定位信号。

DNA binding Domain: DNA结合结构域。

Activation Domain:转录反应激活结构域。

https://www./spotlight/spotid=37124.php


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