Signal jedarne lokalizacije ili sekvenca jedarne lokalizacije (NLS) je sekvenca aminokiselina koja 'označava' protein za import u ćelijsko jedro pomoću jedarnog transporta. Tipski, ovaj signal se sastoji od jedne ili više kratkih sekvenci pozitivno nabijenih lizina ili arginina izloženih na površini proteina. Različiti jedarni proteini mogu dijeliti isti NLS. NLS ima suprotnu funkciju od jedarnog eksportnog signala (NES), koji cilja proteine izvan jedra.

Tipovi

Klasični Ovi tipovi NLS-a mogu se dalje klasificirati na monopartitne ili bipartitne. Glavne strukturne razlike između njih su u tome što su dva osnovna klastera aminokiselina u bipartitnim NLS-ovima razdvojena relativno kratkom razmaknom sekvencom (dakle bipartitni – dvodijelni), dok monopartitni NLS-ovi nisu. Prvi NLS koji je otkriven bio je sekvenca PKKKRKV u velikom SV40 T-antigenu (monopartitni NLS). NLS nukleoplazmina, KR[PAATKKAGQA]KKKK, je prototip sveprisutnog bipartitnog signala: dva klastera osnovnih aminokiselina, razdvojenih razmakom od oko 10 aminokiselina. Oba signala prepoznaju importin α. Importin α sadrži sam bipartitni NLS, koji posebno prepoznaje importin β. Potonji se može smatrati stvarnim importnim posrednikom.

Chelsky et al. predložili su konsenzusna sekvencu K-K/R-X-K/R za monopartitne NLS-ove. Njihova sekvenca može, stoga, biti dio nizvodnog osnovnog klastera bipartitnog NLS-a. Meka et al. izvršili su komparativnu mutagenezu na signalima jedarne lokalizacije SV40 T-antigena (monopartitni), C-myc (monopartitni) i nukleoplazmina (bipartitni) i pokazao karakteristike aminokiselina koje su zajedničke za sva tri. Prvi put je prikazana uloga neutralnih i kiselih aminokiselina u doprinosu efikasnosti NLS-a.

Rotello et al. uporedili su efikasnost jedarne lokalizacije eGFP spojenih NLS-ova velikog T-antigena SV40, nukleoplazmina (AVKRPAATKKAGQAKKKKLD), EGL-13 (MSRRRKANPTKLSENAKKLAKEVEN), c-Myc (PAAKRVKLD) i TUS-proteina kroz brzu isporuku proteina u ćelijama TUS-KLKI. Otkrili su značajno veću efikasnost jedarne lokalizacije c-Myc NLS u poređenju sa SV40 NLS.

Neklasični Postoje mnogi drugi tipovi NLS-a, kao što je kiseli M9 domen hnRNP A1, sekvenca KIPIK u represoru transkripcije kvasca Matα2 i kompleksni signali U snRNP-u. Čini se da većinu ovih NLS-ova prepoznaju direktno specifični receptori iz porodice importina β bez intervencije proteina sličnog importinu α.

Signal koji se javlja kao specifičan za masovno proizvedene i transportirane ribosomske proteine, čini se da dolazi sa specijaliziranim skupom importinu β sličnih jedarnih importnih receptora.

Nedavno je predložena klasa NLS-ova poznata kao PY-NLS, prvobitno od Lee et al. Ovaj PY-NLS motiv, nazvan tako zbog uparivanja aminokiselina prolin-tirozin u njemu, omogućava proteinu da se veže za importin β2 (također poznat kao transportin ili karioferin β2), koji zatim translocira kargo protein u jedro. Utvrđena je strukturna osnova za vezivanje PY-NLS sadržanog u importinu β2 i dizajniran inhibitor importa.

Mehanizam jedarnog importa Proteini ulaze u jedro kroz jedarni omotač koji se sastoji od koncentričnih membrana, vanjske i unutrašnje membrane. Unutrašnja i vanjska membrana se spajaju na više mjesta, formirajući kanale između citoplazme i nukleoplazme. Ove kanale zauzimaju kompleks jedarnih pora (NPC), složene multiproteinske strukture koje posreduju u transportu kroz jedarnu membranu.

Protein preveden putem NLS-a će se snažno vezati za importin (karioferin), i, zajedno, kompleks će se kretati kroz jedarne pore. Tada če se Ran-GTP vezati za kompleks importin-protein, a njegovo vezivanje će uzrokovati da importin izgubi afinitet za protein. Protein se oslobađa, a sada će se kompleks Ran-GTP/importin kretati nazad iz jedra kroz jedarne pore. Protein koji aktivira GTPazu (GAP) u citoplazmi hidrolizira Ran-GTP u GDP, i to uzrokuje konformacijsku promjenu u Ran-u, na kraju smanjuje njegov afinitet za importin. Importin se oslobađa i Ran-GDP se reciklira nazad u jedro gdje Guanin-nukleotid fator razmjene (GEF) zamjenjuje svoj GDP natrag za GTP.

Također pogledajte Jedarni eksportni signal Ćelijska signalizacija

Reference

Dopunska literatura

Vanjski linkovi

Kategorija:Citologija Kategorija:Molekularna genetika Kategorija:Kratki linearni motivi