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G蛋白等分子在內(nèi)毒素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)中影響其基因的表達

發(fā)布時間: 2023-03-15  點擊次數(shù): 891次

在內(nèi)毒素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)中,其他因素也會影響其基因的表達,G蛋白和小G蛋白Ran-GTPase的參與,其中該LPS/Ran基因的突變能導(dǎo)致內(nèi)毒素耐受現(xiàn)象。當(dāng)用百日咳毒素pertusis toxin使巨噬細胞G蛋白Gi的近C端的Cys殘基發(fā)生核糖基化時,修飾后的Gi不對受體介導(dǎo)的信號作出反應(yīng)而處于持久失活狀態(tài),此時用內(nèi)毒素進行刺激可顯著降低細胞因子的合成和分泌??梢?/span>,G蛋白也參與了機體對內(nèi)毒素反應(yīng)的調(diào)節(jié)。

lps基因位點區(qū)域也編碼Ran/TC4蛋白質(zhì),Ran/TC4蛋白質(zhì)是一種GTP酶Ran/TC4的命名是因為與畸胎瘤tetracarcinoma Ras家族的第四結(jié)構(gòu)域同源,該酶對細胞核進行物質(zhì)轉(zhuǎn)運非常重要,即具有核轉(zhuǎn)運nuclear transport功能。

Ran家族為G蛋白超家族中的一個家族,在核內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運起著重要性作用。G蛋白即鳥苷三磷酸結(jié)合蛋白,作為一個蛋白質(zhì)家族,其中包含大量結(jié)構(gòu)和功能極為相似的成員在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著偶聯(lián)膜受體和效應(yīng)器的中介作用。它與GTP結(jié)合時為活化狀態(tài),GDP結(jié)合時為失活狀態(tài)。根據(jù)其分子大小和結(jié)構(gòu)的不同通常分為兩大類①異源性三聚體G蛋白heterotrimeric GTP binding protein),A、BC三類亞基組成,相對分子質(zhì)量約為100000,簡稱為G蛋白②單鏈的小分子G蛋白,通常稱為小G蛋白small G-protein),相對分子質(zhì)量在20000~30000之間。

G蛋白家族的分類哺乳動物)可以分為Ras H-Ras、K-Ras、N-Ras 等、RhoRhoA、RhoB、RhoC,RhoG等RabRab1,Rab2,Rab3,Rab4等、Alf、Ran等。

Ran為 Ras樣核蛋白Ras-like nuclear protein),是一種小分子鳥嘌呤核苷三磷酸酶GTPase),核內(nèi)含量豐富。Ran是胞核和胞質(zhì)進行大分子物質(zhì)交換所必需的物質(zhì)。Ran家族由諸多成員組成包括Ran-GTPGTP-bound Ran、Ran-GDPGDP-bound RanRan-GEF1Ran-GTP-exchange factor 1、Ran-BP1 Ran-binding protein-1),Ran-BP2、Ran-GAPRan-GTP-activating protein等。

Ran GTPase是小G蛋白家族的成員,可水解GTP為GDP釋放出能量,參與Ran的生物學(xué)作用如核轉(zhuǎn)運nuclear transport、微管星體形成、紡錘體裝配等。小G蛋白一般只有一個亞單位,為單聚體蛋白。GTP酶的活性也需其他因子調(diào)節(jié)其功能與信號的傳遞、細胞生長分化、蛋白質(zhì)合成、合成后加工及物質(zhì)轉(zhuǎn)運等有密切關(guān)系。當(dāng)細胞處于穩(wěn)定狀態(tài)時,Ran蛋白主要存在于細胞核內(nèi)。小相對分子質(zhì)量物質(zhì)自由進出胞核內(nèi),可以通過核孔復(fù)合物nuclear pore complex,NPC自由彌散作用完成物質(zhì)交換。

相反,相對分子質(zhì)量大于40000的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)位需通過核孔復(fù)合物進行主動運輸該過程需要消耗能量,并具有分子選擇性的特點。NPC的相對分子質(zhì)量大約為124×106跨越核膜,100余種不同多肽所組成,這些多肽統(tǒng)稱之為核孔蛋白nucleoporin。核蛋白輸入受體nuclearprotein import receptor),包括輸入蛋白αimportin-α和轉(zhuǎn)運蛋白transportin);銜接蛋白包括輸入蛋白βimportin $ snurportin、RP1-α。

輸入蛋白α核定位序列nuclearlocation sequence,NLS),結(jié)合結(jié)構(gòu)域NLS-binding domain通過其中一個核定位序列來識別和結(jié)合蛋白質(zhì),結(jié)合的蛋白質(zhì)隨輸入蛋白α一起進入核內(nèi)。帶有NLS結(jié)構(gòu)蛋白NLS-bearing protein的轉(zhuǎn)位需要通過Ran的GTP酶與importin-α共同作用才能夠?qū)崿F(xiàn)。核孔復(fù)合物停泊在NLS結(jié)構(gòu)上,需通過importin β與伸到胞質(zhì)的其他核孔蛋白或纖維相互作用才能完成。Ran的GTP酶可由胞質(zhì)內(nèi)的 RanGAPRan GTPase activating protein分子激活并調(diào)節(jié)其活性。Ran-GTPase中的 GTP可以被RCC1regulator ofchromosome condensation所置換,改變其活性,RCC1僅存在于細胞核內(nèi)。所以,RanGTPase主要在核內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)。目前對核蛋白輸出和RNA的核輸出所知甚少估計可能是通過上述類似途徑進行的。

Ran-GDP和Ran-GTP在胞質(zhì)和胞核之間循環(huán),伴隨蛋白轉(zhuǎn)輸。除此之外還有其他功能如最近發(fā)現(xiàn),Ran GTPase在細胞有絲分裂過程起著重要作用,因為Ran-結(jié)合蛋白Ran binding protein,Ran-BP), RanBPMRan binding protein in microtubule organ-ziting center定位在中心體上,而中心體是有絲分裂紡錘體的生長點。體外使用非洲爪蟾屬的未受精卵細胞系統(tǒng)檢驗發(fā)現(xiàn),Ran 在不同形式的紡錘體形成中發(fā)揮作用。RCC1抗體RCC1為 Ran GTP中GTP置換因子能阻止微管星體和紡錘體形成,若加入大量Ran GTP可恢復(fù)上述結(jié)構(gòu)組裝。

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