핵막내단백질

Inner nuclear membrane protein
내부 핵막 단백질 구조.아미노테미니(N) 및 카르복시테미니(C)는 빨간색으로 표시된다.Holmer and Worman(2001)[1]에서 개작

내부핵막단백질(INM단백질)은 핵외피의 내막에 내장되거나 핵외피와 관련된 막단백질이다.약 60개의 INM 단백질이 있으며, 그 중 대부분은 [2]구조와 기능에 관해 잘 특징지어지지 않는다.잘 특징지어지는 몇 안 되는 INM 단백질로는 라민B 수용체(LBR), 라미나 관련 폴리펩타이드 1(LAP1), 라미나 관련 폴리펩타이드 2(LAP2), 에메린 및 MAN1이 있다.

공통 구조 특징

크기와 구조가 다른 여러 핵막 단백질이 확인되었다.[3]이들은 핵소체 도메인 및 지질 용해성 도메인에 관한 몇 가지 구조적 특징을 공유하는 것이 제안된다.일부 INM 단백질은 일반적인 단백질 도메인 구조를 포함하므로 알려진 단백질 도메인 패밀리로 분류될 수 있다.여기에는 LEM, SUN 및 KASH 도메인 패밀리가 포함됩니다.LEM 도메인 패밀리의 구성원들은 염색질 구성에 관여한다.SUN 도메인과 KASH 도메인은 LINC [4]복합체를 통해 세포골격과 핵골격을 연결하는 데 참여한다.

기능.

핵외피에서 발견되는 라민 및 염색질은 [5]INM에 내장된 단백질의 도움을 받아 조직된다.INM 단백질은 또한 핵공 복합체(NPC)의 구성을 돕는다.단백질 mPom121은 INM을 대상으로 하며 NPC [3]형성에 필요합니다.에머린, LAP2β 및 MAN1과 같은 LEM 도메인을 포함하는 단백질은 여러 가지 역할을 하는 것으로 보인다.이들은 BAF([6]Barrier-to-Autointegration Factor)와 상호작용하며 특정 게놈 영역을 핵 주변으로 구속하고 히스톤탈아세틸라아제([7]HDAC) 3과의 상호작용을 통해 유전자 발현을 억제한다.

합성 및 전장

내부 핵막과 관련된 몇 가지 단백질이 있다.대부분은 핵 라미나와 관련되어 있을 가능성이 높다.일부는 핵 라미나와 직접 상호작용할 수 있고, 일부는 골격 [3]단백질을 통해 그것과 연관될 수 있다.모든 INM 단백질은 N-termini가 핵체를 향하도록 배열되며 다양한 [8]키나아제들에 의해 표적화된다.그들은 세포질, 세포질 ER, 또는 외부 핵막의 세 곳 중 한 곳에서 합성된다.모두 INM에 [4]대한 현지화가 필요합니다.외핵막은 내핵망막과 연속적이므로 내핵막 단백질이 거친 내핵망막에서 번역되어 핵공을 [3]통한 횡확산에 의해 핵으로 이동할 수 있다.이 모델에서 단백질은 ER에서 내부 핵막으로 자유롭게 확산되며,[9] 핵 라미나 또는 염색질과 관련되면 단백질이 고정시킨다.INM에 대한 단백질 표적에 핵 국재 신호는 충분하지 않으며, LBR의 N-말단 도메인은 크기가 22에서 약 70kDa로 증가하면 핵 내강으로 전이될 수 없다.[10]세포질에서 합성된 INM 단백질이 핵공 복합체(NPC)[4]를 통해 INM으로 운반된다는 것이 현재 의견이다.

세포 분화에 대한 잠재적 역할

내부 핵막 내에 포함된 염색질 결합/변성 단백질이 새롭게 분화된 세포의 동일성을 결정하는 데 중심적일 수 있다는 것이 제안되었다.그러한 단백질의 핵소체 도메인은 염색질과 상호작용하여 발판을 만들고 염색체의 입체 구조를 제한할 수 있다.이러한 내부핵막단백질(INM)은 결합 염색질의 이동을 제한하거나 염색질 재모델링 단백질을 모집하거나 고유한 효소 활성을 통해 간단히 기능할 수 있다.INM:크로마틴 상호작용은 염색질의 일부 부분이 다른 부분보다 핵질에 더 많이 노출되도록 한다.

일단 핵 외피 형성 후 INM:크로마틴 상호작용이 확립되면, 수용성 핵단백질은 노출된 염색체 세그먼트에 결합할 수 있다.이러한 단백질에는 염색질의 3차원 구조를 변화시키는 역할을 하는 메틸라아제 및 아세틸라아제 같은 히스톤을 수정하는 효소뿐만 아니라 DNA를 풀거나 루프시키는 것과 관련된 헬리케이스, 자이라아제, 전사 인자와 같은 DNA 결합 단백질이 포함될 수 있다.이것은 일부 유전자의 전사를 촉진하고 다른 유전자의 전사를 억제하거나 막을 것이다.따라서, 핵 골격은 주어진 세포 내에서 발현될 수 있는 유전자와 발현할 수 없는 유전자에 제한을 두고, 따라서 세포 정체성의 기초를 제공할 수 있다.

모든 조절단백질 등이 합성되고 발판이 확립되면 세포는 독자적인 발현 프로파일을 갖게 된다.이것은 세포 특이적 효소와 특정 기능의 수용체를 합성할 수 있게 한다.핵 골격은 특정 세포 유형에 대해 상대적으로 영구적일 것으로 예상되지만, 배위자 결합, 세포: 세포 접촉 또는 기타 메커니즘에 의한 신호 경로의 유도는 발현 프로파일을 일시적으로 바꿀 수 있다.이러한 신호가 INM 또는 염색질 수정 효소를 코드하는 유전자의 발현을 변화시키면 다른 세포 유형으로 분화를 유도할 수 있다.따라서, 핵 골격 이론은 딸 세포가 부모 세포와 같은 보체의 INM을 포함할 때 대칭 세포 분열이 일어난다고 예측한다.반대로 비대칭 셀 분할은 부모 셀과 딸 셀이 다른 INM 프로파일을 가질 것으로 예상됩니다.

밀접하게 관련된 세포(예: CD4+ TH1 및 TH2 도우미 T세포)의 INM 프로파일은 보다 먼 거리에 관련된 세포(예: T세포 및 B세포)보다 더 유사할 것으로 예상된다.INM 상보성의 정도는 관련성의 정도에 거의 비례할 것으로 예상된다(예를 들어 TH1 도우미 T세포에 대한 상보성은 TH2 > CD8+ > B세포 > 적혈구 > 심근세포가 된다).매우 밀접한 관련이 있는 일부 세포는 유사한 INM을 가질 수 있지만, 예를 들어 세포 외 신호에 대한 일시적인 발현 변화는 염색질 수정 효소, 전사 조절제 또는 기타 조절 단백질에 대한 전사 속도를 변경함으로써 발현 프로파일의 보다 영구적인 변화를 초래할 수 있다.

예

번역 후 수정

INM 단백질의 번역 후 변형은 기능 변조에 중요한 역할을 한다.예를 들어 층상 B 수용체,[8] 층상 폴리펩타이드 1 및 층상 폴리펩타이드 2가 다른 단백질 키나아제 대상이다.아르기닌 및 세린 잔류물 인산화는 LBR 복합체의 다른 소단위와의 LBR의 상호작용을 제어하고 염색질과의 [12]상호작용을 조절하는 것으로 제안되었다.

질병

라미노패스

상세정보 : 층상증

라민과 관련된 내부 핵막 단백질과 관련된 광범위한 질병은 총칭하여 층병이라고 [13]불립니다.INM 단백질 에메린을 코드하는 유전자 EDM의 돌연변이는 X-결합 Emery-Dreifuss 근육위축증의 [2]원인일 수 있다.라민의 돌연변이가 Emery-Drefuss 근디스트로피의 상염색체 우성 형태를 유발하고, 라민과 에메린은 상호작용하는 것으로 알려져 있기 때문에, 근육 질환은 이러한 단백질 [1]중 하나의 기능 장애에 의해 야기되는 핵 외피의 구조적 결함으로 인해 발생한다는 가설을 세웠다.Lamin B 수용체를 코드하는 유전자 LBR의 돌연변이는 Pelger-Hüet [14]이상을 일으킨다.

암

상세 정보:암

종양세포는 종종 비정상적인 핵구조를 나타내는데, 이는 병리학자들이 진단에 사용하는 것이다.핵 외피의 변화는 핵의 기능적 변화에 대응하므로 핵의 형태학적 변화는 발암에 관여할 수 있다.내부 핵막 단백질의 조절 기능은 이러한 [15]가능성을 강하게 시사한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Holmer, L.; Worman, H.J. (2001). "Inner nuclear membrane proteins: Functions and targeting". Cellular and Molecular Life Sciences. 58 (12): 1741–7. doi:10.1007/PL00000813. PMID 11766875. S2CID 20902309.
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