细胞生物学(翟中和)笔记 联系客服

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●核孔复合体的功能:

结构模型

?胞质环(cytoplasmic ring),外环 ?核质环(nuclear ring),内环 ?辐(spoke)

?柱状亚单位(column subunit) ?腔内亚单位(luminal subunit)

?环带亚单位(annular subunit) ?中央栓(central plug):transporter

核孔复合体成份的研究

核孔复合体主要由蛋白质构成,其总相对分子

质量约为125×106,推测可能含有100余种不同的多 肽,共1 000多个蛋白质分子。

? gp210:结构性跨膜蛋白

? p62:功能性的核孔复合体蛋白,具有两个功能结构域 已知的脊椎动物核孔复合体的蛋白成份简表 gp210:结构性跨膜蛋白

?介导核孔复合体与核被膜的连接,将核孔复合体 锚定在“孔膜区”,从而为核孔复合体装配提供一 个起始位点

?在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用

?在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用

p62:功能性的核孔复合体蛋白,具有两个功能结构域 ?疏水性N端区:可能在核孔复合体 功能活动中直接参与核质交换

?C端区:可能通过与其它核孔复合体 蛋白相互作用,从而将p62分子稳定到 核孔复合体上,为其N端进行核质交换 活动提供支持。

核孔复合体的功能

?核质交换的双向性亲水通道 核孔复合体物质运输功能示意图 爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验 ?通过核孔复合体的主动运输 ?亲核蛋白与核定位信号 ?亲核蛋白入核转运的步骤 ?转录产物RNA的核输出

通过核孔复合体的主动运输

生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的 主动运输完成的,具有高度的选择性,并且是双向的。 选择性表现在以下三个方面:

?对运输颗粒大小的限制:有效功能直径可被 调节约10~20nm,甚至可达26nm, ?主动运输是一个信号识别与载体介导的过程, 需要消耗能量,并表现出饱和动力学特征 ?主动运输具有双向性,即核输入与核输出 亲核蛋白与核定位信号

?亲核蛋白(karyophilic protein)

在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的 一类蛋白质

?核质蛋白(nucleoplasmin)的入核转运

?核定位信号 (nuclear localization signal,NLS)

?NLS是存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列片段, 富含碱性氨基酸残基,如Lys、Arg,此外还常含有Pro。 ?NLS的氨基酸残基片段可以是一段连续的序列(T抗原),也可 以分成两段,两段之间间隔约10个氨基酸残基(核质蛋白)。 ?NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位,在指导完成核输入后并

不被切除。 ?NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件 亲核蛋白入核转运的步骤

?结合:需NLS识别并结合importin;

?转运:需GTP水解提供能量

转录产物RNA的核输出

转录后的RNA通常需加工、修饰成为成熟的RNA分子后才能被转运出核。 ?RNA聚合酶I转录的rRNA分子:以RNP的形式离开细胞核,需要能量; ?RNA聚合酶III转录的5s rRNA与 tRNA的核输出由蛋白质介导;

?RNA 聚合酶II转录的hn RNA,在核内进行5’端加帽和3’端附加多聚A序列以及剪接等加工过程,然后形成成熟的mRNA出核,5’端的m7GpppG“帽子”结构对mRNA的出核转运是必要的;

?细胞核中既有正调控信号保证mRNA的出核转运,也有负调控信号防止mRNA的前体被错误地运输,后者与剪接体(spliceosome)有关。

?mRNA的出核转运过程是有极性的,其5’端在前,3’端在后。

?核输出信号 (Nuclear Export Signal,NES):RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助,这些蛋白因子本身含有出核信号。

?入核转运与出核转运之间有某种联系,它们可能需要某些共同的因子。

第二节 染 色 质

●染色质的概念及化学组成