细胞核与染色体3ppt课件.ppt

（二）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。 1、 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。 2、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，将p62分子稳定到核孔复合体上，支持其N端进行核质交换活动。 已知的脊椎动物核孔复合体的蛋白成份简表 （三）核孔复合体的功能 ?核孔是细胞核与细胞质之间物质交换的双向性亲水通道 。 表现在两个方面： ------核的蛋白都是在细胞质中合成的，通过核孔定向输入细胞核； ------细胞核中合成的各类RNA、核糖体亚单位需要通过核孔运到细胞质。 ------注射实验证明，小分子物质能够以自由扩散的方式通过核孔进入细 胞核。 通过核孔复合体物质运输的功能示意图（引自B.Talcott等，1999） （a）自由扩散；（b）协助扩散；（c）信号介导的核输入；（d） 信号介导的核输出。NLS-核定位信号NES-核输出信号 1、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。 D. Molecules enter and exit the nucleus through nuclear pore complex （1）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。 ? 核定位信号 (nuclear localization signal，NLS) ：引导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。受体为importin。 ? 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，对连接的蛋白质无特殊要求， 在指导完成核输入后不被切除。 ? NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件 ? 第一个被确定的NLS是病毒SV40的T抗原，序列为：pro-pro-lys-lys-lys-Arg-Lys-val。 ? 核输出信号（nuclear export signal，NES），引导RNP输出细胞核，受体为exportin。 Ran蛋白，一类G蛋白，调节货物复合体的解体或形成。 ? 核质蛋白（nucleoplasmin）的入核转运 2、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 Nuclear import and export Nuclear import receptors bind NLS and Nucleoporins The Ran GTPase drives directional transport through NPC 3、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，N