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G蛋白等分子在內毒素信號轉導效應中影響其基因的表達過程

瀏覽次數:1112 發布日期:2023-3-15  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
在內毒素信號轉導效應中,其他因素也會影響其基因的表達,如G蛋白和小G蛋白Ran-GTPase的參與,其中該LPS/Ran基因的突變能導致內毒素耐受現象。當用百日咳毒素(pertusis toxin)使巨噬細胞G蛋白Gi的近C端的Cys殘基發生核糖基化時,修飾后的Gi不對受體介導的信號作出反應而處于持久失活狀態,此時用內毒素進行刺激可顯著降低細胞因子的合成和分泌。可見,G蛋白也參與了機體對內毒素反應的調節。

lps基因位點區域也編碼Ran/TC4蛋白質,Ran/TC4蛋白質是一種GTP酶,Ran/TC4的命名是因為與畸胎瘤(tetracarcinoma)中 Ras家族的第四結構域同源,該酶對細胞核進行物質轉運非常重要,即具有核轉運(nuclear transport)功能。

Ran家族為G蛋白超家族中的一個家族,在核內外物質轉運起著重要性作用。G蛋白,即鳥苷三磷酸結合蛋白,作為一個蛋白質家族,其中包含大量結構和功能極為相似的成員,在細胞信號轉導過程中起著偶聯膜受體和效應器的中介作用。它與GTP結合時為活化狀態,與GDP結合時為失活狀態。根據其分子大小和結構的不同,通常分為兩大類:①異源性三聚體G蛋白(heterotrimeric GTP binding protein),由A、B、C三類亞基組成,相對分子質量約為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),相對分子質量在20000~30000之間。
 

G蛋白等分子在內毒素信號轉導效應中影響其基因的表達


小G蛋白家族的分類(哺乳動物)可以分為Ras (H-Ras、K-Ras、N-Ras 等)、Rho(RhoA、RhoB、RhoC,RhoG等)、Rab(Rab1,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),核內含量豐富。Ran是胞核和胞質進行大分子物質交換所必需的物質。Ran家族由諸多成員組成,包括Ran-GTP(GTP-bound Ran)、Ran-GDP(GDP-bound Ran)、Ran-GEF1(Ran-GTP-exchange factor 1)、Ran-BP1 (Ran-binding protein-1),Ran-BP2、Ran-GAP(Ran-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的生物學作用如核轉運(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節,其功能與信號的傳遞、細胞生長分化、蛋白質合成、合成后加工及物質轉運等有密切關系。當細胞處于穩定狀態時,Ran蛋白主要存在于細胞核內。小相對分子質量物質自由進出胞核內,可以通過核孔復合物(nuclear pore complex,NPC)自由彌散作用完成物質交換。

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

輸入蛋白α核定位序列(nuclearlocation sequence,NLS),結合結構域(NLS-binding domain)通過其中一個核定位序列來識別和結合蛋白質,結合的蛋白質隨輸入蛋白α一起進入核內。帶有NLS結構蛋白(NLS-bearing protein)的轉位需要通過Ran的GTP酶與importin-α共同作用才能夠實現。核孔復合物停泊在NLS結構上,需通過importin β與伸到胞質的其他核孔蛋白或纖維相互作用才能完成。Ran的GTP酶可由胞質內的 RanGAP(Ran GTPase activating protein)分子激活并調節其活性。Ran-GTPase中的 GTP可以被RCC1(regulator ofchromosome condensation)所置換,改變其活性,而RCC1僅存在于細胞核內。所以,RanGTPase主要在核內發揮效應。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在胞質和胞核之間循環,伴隨蛋白轉輸。除此之外還有其他功能:如最近發現,Ran GTPase在細胞有絲分裂過程起著重要作用,因為Ran-結合蛋白(Ran binding protein,Ran-BP),如 RanBPM(Ran 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檢驗發現,Ran 在不同形式的紡錘體形成中發揮作用。抗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可恢復上述結構組裝。

發布者:科德角國際生物醫學科技(北京)有限公司
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標簽: 內毒素
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