핵수출신호

Nuclear export signal

핵수출신호(NES)는 핵수송을 이용한 핵모공 복합체를 통해 세포핵에서 세포질로의 수출을 목표로 하는 단백질에 4개의 소수성 잔류물을 함유한 짧은 표적 펩타이드다. 핵으로 수입하기 위해 세포질에 위치한 단백질을 표적으로 하는 핵 국산화 신호와는 정반대의 효과가 있다. NES는 수출업자에 의해 인정되고 구속된다.

NES는 몇 가지 중요한 세포 기능을 제공한다. 그들은 세포 내에서 단백질의 위치를 조절하는 것을 돕는다. 이 NES를 통해 적절한 세포 기능에 필수적인 전사 및 몇 가지 다른 핵 기능에 영향을 미친다.[1] 적절한 세포 기능을 위해서는 핵에서 많은 종류의 RNA를 내보내야 한다. NES는 다양한 종류의 RNA가 핵에서 나와 그 기능을 수행하기 위해 사용할 수 있는 경로의 유형을 결정하며, NES는 핵에서 나오는 분자의 방향성에 영향을 줄 수 있다.[2]

구조

알려진 NES의 컴퓨터 분석 결과 소수성 잔류물의 가장 일반적인 간격은 LxxxLxxLxL 여기서 "L"은 소수성 잔류물(종종 류신)이고 "x"는 다른 아미노산이다. 이러한 소수성 잔류물의 간격은 NES를 포함하는 알려진 구조를 검사하여 설명할 수 있다. 임계 잔류물은 일반적으로 단백질 내에서 인접한 이차 구조물의 동일한 면에 존재하기 때문에 엑스포터와 상호작용할 수 있다.tin.[3]리보핵산(RNA)은 뉴클레오티드로 구성되어 있기 때문에 핵 밖으로 이동할 핵 수출 신호가 부족하다. 그 결과 대부분의 형태의 RNA는 단백질 분자와 결합하여 핵에서 수출되는 리보핵단백질 복합체를 형성하게 된다.

진핵 선형 모티브 리소스는 단일 항목인 TRG_NES_CRM1_1 내에서 내보내기를 위한 NES 모티브를 정의한다. NES의 단문자 아미노산 시퀀스 패턴은 정규식 형식으로 다음과 같다.[4] 

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

위의 표현에서, LIMVF 모든 소수성 잔류물인 반면 DEQ 소수성 아스파르트산, 글루탐산, 글루타민이다. 인간 언어에서 이것은 그것을 둘러싸고 있는 친수성 잔류물뿐만 아니라 길이가 약간 변형된 것을 포함하는 "공통 패턴"의 확장이다. xxx 그리고 xx 위에서 본 파편

메커니즘

핵 수출은 우선 수출에 대한 Ran-GTP(G-단백질)의 결합에서 시작된다. 이는 수출품에 대한 호감도를 높여 수출에 형상변화를 초래한다. 일단 화물이 묶이면, 란-수출-카고 콤플렉스는 핵 모공을 통해 핵 밖으로 이동한다. GTPase 활성화 단백질(GAPs)을 한 다음 Ran-GTP를 Ran-GDP로 가수분해하고, 이로 인해 형상변화와 그에 따른 수출유출이것은 Ran-GTP를 Ran-GDP로 가수분해시킨다. 더 이상 란에 묶이지 않게 되면, 엑스포틴 분자도 핵 화물에 대한 친화력을 잃게 되고, 콤플렉스는 붕괴된다. 엑스포딘과 란-GDP는 각각 핵으로 재활용되며, 핵의 구아닌 교환계수(GEF)는 '란'의 GTP에 대한 GDP를 전환한다.

화학요법

핵 수출의 과정은 화학요법 약물에 대한 어느 정도 저항의 원인이 된다. 세포 핵 수출 활동을 제한함으로써 이 저항을 되돌리는 것이 가능할 수 있다. 수출수용체인 CRM1을 억제함으로써 핵외피를 통한 수출이 둔화될 수 있다. 리바이벌린은 세포사멸을 억제하는 NES이다. 세포분열 동안 유사수신기와 상호작용을 한다. 일반적으로 종양 세포의 빠른 증식 때문에, 생존은 암이 있는 동안 더 많이 표현된다. 생존의 수준은 암세포의 화학요법에 대한 내성이 얼마나 되는지 그리고 그 세포가 다시 복제될 확률은 얼마나 되는지와 상관관계가 있다. NES 생존을 목표로 하는 항체를 생산함으로써 암세포의 세포사멸을 증가시킬 수 있다.[5]

예

NES 신호는 인간면역결핍 바이러스 유형 1(HIV-1) Rev 단백질과 cAMP 의존 단백질 키나제 억제제(PKI)에서 처음 발견됐다. 카리오페린 수용체 CRM1은 여러 유기체에서 레우신이 풍부한 NES의 수출 수용체로 확인되었으며, 진화적으로 보존된 단백질이다. CRM1에 의해 매개된 수출은 살균제 렙토마이신 B(LMB)에 의해 효과적으로 억제될 수 있으며, 이 경로에 대한 우수한 실험 검증을 제공한다.[6]

세포 운동성과 성장을 포함하는 세포골격 단백질 액틴과 같은 NES 신호의 다른 단백질도 실험적으로 억제되었다. NES 억제제로서의 LBM의 사용은 다양한 단백질 기능 그룹에 걸쳐 NES의 보편적 기능성을 결론짓면서 핵 내에 단백질이 축적되는 액틴에 대해 성공적인 것으로 입증되었다.[7]

규정

모든 NES 기판이 핵으로부터 구성적으로 수출되는 것은 아니며, 이는 CRM1 매개 수출이 규제된 사건임을 의미한다. NES 의존적 수출을 규제하는 몇 가지 방법이 보고되었다. 여기에는 NES의 마스킹/언마스킹, 인산화, 산화 작용의 이황화 결합 형성이 포함된다.

단백질의 수출수용체에 NES를 결합하면 NES의 보편적 수출기능이 각 단백질에 개별적으로 명시된 수출활성화를 제공한다. 특정 단백질에 대한 특정 NES 아미노산 염기서열에 대한 연구는 동일한 핵의 다른 단백질은 영향을 받지 않은 채 아미노산 염기서열 억제제로 한 단백질의 NES 활성화를 차단할 가능성을 보여준다.[8]

NES베이스

NES베이스는 실험적으로 검증된 류신 풍부한 핵 수출 신호(NES)를 가진 단백질의 데이터베이스다. 검증은 무엇보다도 덴마크 생물학적 시퀀스 분석 센터의 기술 대학과 코펜하겐 대학 단백질 화학 학부가 수행한다. 데이터베이스의 모든 항목은 핵 수출 신호가 수출에 충분한지 또는 CRM1 (수출입)에 의한 매개 운송에 불과했는지의 정보를 포함한다.[9]

참조

  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.
  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.
  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.

외부 링크