Transport through NPC
NPC를 통한 수송은 다른 organelle의 막을 가로지르는 수송과 근본적으로 다르다. NPC는 단백질 translocator처럼 닫힌 채널이 아니라, 항상 열려 있는 대형 pore를 통해 수송이 이루어진다. 따라서 완전히 접힌 단백질과 대형 복합체도 양방향으로 수송될 수 있다.
목차
- Nuclear Localization Signals — 핵으로 들어가는 신호
- Nuclear Export Signals — 핵에서 나가는 신호
- Nuclear Import Receptor — NLS를 인식하고 NPC를 통과하는 karyopherin
- Nuclear Export Receptor — NES를 인식하고 핵에서 export를 수행하는 karyopherin
- Ran-GTP cycle — 수송에 방향성을 부여하는 GTPase 사이클
- 021_Nuclear Transport Regulation_MOC — 수송 조절의 예시들
수송의 기본 메커니즘
- Cargo 단백질의 NLS 또는 NES가 해당 import 또는 export receptor에 인식됨
- Receptor–cargo 복합체가 NPC의 cytosolic fibrils의 FG repeat에 모집됨
- Receptor가 FG repeat에 결합하면서 mesh를 국소적으로 녹여 NPC 내부로 확산이 가속됨
- Ran-GTP cycle이 cargo의 결합과 해리에 방향성을 부여:
- Import: 핵 안의 Ran-GTP가 receptor에서 cargo를 해리시킴
- Export: 핵 안의 Ran-GTP가 receptor와 cargo의 결합을 촉진, 세포질의 Ran GAP이 cargo를 해리시킴
- Receptor가 반대 방향으로 재순환됨
mRNA 수출의 특수한 메커니즘
mRNA는 nuclear export receptor나 Ran-GTPase를 사용하지 않는다. 대신:
- 가공된 mRNA가 여러 RNA-결합 단백질과 조립되어 mRNP (mRNA ribonucleoprotein) 복합체 형성
- mRNP가 FG repeat mesh를 통해 NPC를 탐색
- NPC 세포질쪽의 helicase 복합체가 ATP 가수분해로 mRNP에서 일부 단백질을 제거 → 역진입 방지 (단방향성 확보)
- 제거된 RNA-결합 단백질은 import receptor와 Ran GTPase 시스템으로 핵으로 재수입됨