Войти
Импортин альфа или кариоферин альфа относится к классу адаптера белки, которые участвуют в импорте белков в ядро клетки. Они представляют собой подсемейство белков кариоферинов.
Импортин α, как известно, связывается с последовательностью сигнала ядерной локализации (NLS) ядер-нацеленных белков. После этого распознавания импортин α связывает белок с импортином β, который транспортирует NLS-содержащий белок через ядерную оболочку к месту назначения. Из-за их комплементарной функциональной связи импортин α и импортин β часто называют гетеродимером импортина α / β, но они функционально разделены и обычно не существуют в конъюгации друг с другом, а только связывают Таким образом, для процессов импорта в клетку белки importin α составляют независимый класс адаптерных белков.
Импортин α представляет собой небольшой белок, состоящий из трех функционально различных доменов: домен IBB, домен ARM и домен связывания CAS экспортина.
N-концевая область белков состоит из домена связывания импортина-β или IBB. Эта область белка отвечает за взаимодействие с импортином β. Эта область была описана как серия из по меньшей мере 41 незаменимого аминокислотного остатка, в частности, в положениях 10-50 белка. Было показано, что удаление одной из этих аминокислот снижает активность ядерного импорта примерно на 50%. Более крупные делеции коррелируют с еще большей потерей функции тройного импортного комплекса, состоящего из импортина α, импортина β и целевого белка.
Большая часть белка импортина α состоит из серии из десяти тандемов. броненосец, или ARM, повторяется. Централизованный домен ARM, состоящий из девяти повторов ARM, отвечает за регулирование связывания NLS для прямого взаимодействия с белками-мишенями ядра. Эти повторы ARM распознают основные остатки, характерные для последовательностей NLS. Последовательности NLS могут быть одночастными (один кластер основных аминокислот) или двудольными (два кластера основных аминокислот с линкерной последовательностью). Домен ARM содержит два сайта связывания внутри, позволяя одной молекуле импортина α взаимодействовать с двумя одночастными NLS-содержащими белками или одним двудольным белком NLS.
С-концевой домен импортина α, который включает десятый Повтор ARM отвечает за взаимодействие с экспортином CAS, другим белком кариоферина, который функционирует в рециркуляции импортина α из ядра обратно в цитоплазму клетки. Ассоциация этого экспортного CAS-связывающего домена является Ran-GTP-зависимой, и гидролиз GTP приводит к диссоциации импортина α от комплекса экспортина CAS-Ran.
Связывание NLS с доменом ARM и, таким образом, образование Комплекс импорта регулируется доменом IBB импортина α. Домен IBB молекул импортина α содержит много основных аминокислотных остатков, подобных тем, которые обнаруживаются в последовательностях NLS. Это сходство в структуре приводит к способности домена IBB складываться внутрь и занимать сайты связывания NLS, когда нет молекулы импортина β, связанной с импортином α. Этот механизм аутоингибирования предотвращает связывание импортином α белков, содержащих NLS, если уже не существует ассоциированного импортина β, гарантируя, что связывание не произойдет до того, как будет доступен весь необходимый механизм импорта. Из-за этого один только импортин α имеет довольно низкое сродство к последовательностям NLS, и более высокое сродство к NLS наблюдается, когда присутствуют и импортин α, и импортин β.
Основная функция импортина α - его роль в ядерном импорте белков, содержащих последовательность NLS. Ядерный импорт через путь импортина α можно резюмировать с помощью следующего шестиступенчатого цикла:
Хотя этот процесс ядерного импорта действительно составляет большую часть функциональной роли белков импортина α, было показано, что несколько других важных функций опосредуются импортином α, включая гаметогенез, разработка, реакция на тепловой шок, профи деградация теина и инфекция вирусными патогенами.
Было показано, что на гаметогенез большое влияние оказывают белки импортина α множеством различных способов. Модели на животных с использованием Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster и организмов млекопитающих более высокого порядка показали, что importin α в изобилии присутствует в развивающихся гаметах, а мутации, вызывающие функциональные изменения, могут приводить к дефектам гамет и бесплодию. На моделях крупного рогатого скота было показано, что нокаут генов, кодирующих импортин α, предотвращает развитие оплодотворенных эмбрионов до стадии бластоцисты, тем самым предотвращая правильное эмбриональное развитие и приводя к гибели организма. Импортин α также участвует в развитии реакции на тепловой шок у эмбрионов дрозофилы. Кроме того, было показано, что импорт импортина α регулирует функцию протеазы, включая функцию Taspase1, разрушителя лейкозных белков.
В совокупности ясно, что белки импортина α абсолютно необходимы для правильного функционирования клеток и мутаций. из этих белков может иметь множество катастрофических и потенциально смертельных последствий.
Исследования связывают импортин α с распознаванием и импортом некоторых вирусных нуклеопротеидов, в том числе вируса гриппа А. Грипп A является уникальным патогеном, так как он использует клеточный аппарат хозяина для выполнения генетической репликации и, следовательно, должен иметь механизм для проникновения в ядро для выполнения этой репликации. Было обнаружено, что вирус гриппа A получает доступ к этому аппарату хозяина через NLS-подобную последовательность по направлению к N-концу вирусного нуклеопротеина, который может распознаваться белками класса импортина α. Эта последовательность находится в первых 20 аминокислотных положениях вирусного нуклеопротеина и содержит кластеры основных аминокислот, очень похожие на те, которые обнаруживаются в последовательностях NLS хозяина и в домене IBB импортина α. Из-за этого структурного сходства вирусный нуклеопротеин гриппа A может импортироваться в ядро своего хозяина и брать на себя репликационный аппарат для пролиферации. Вирус иммунодефицита обезьян (SIV) также известен тем, что использует путь импортина α через NLS-подобную последовательность.
