参与物质的核质转运过程
在细胞的有丝分裂间期,Ran主要参与大分子物质的核质转运。众所周知,分子量小于40000的蛋白质通过被动扩散经过核孔复合体(nuclear pore complex,NPC)进出细胞核,但是大多数的蛋白质和RNA出入核需要核转运蛋白的协助。核转运受体是一类能够携带分子通过NPC的蛋白质。根据转运的分子位于细胞核或者细胞质,核转运受体又可分为输入蛋白(importin)和输出蛋白(exportin)。
Ran介导的分子入核过程:在细胞质中,有一小部分的“货物”(即被转运的蛋白质分子)直接与importin β 结合进入细胞核,大多数“货物”上的核定位序列(nuclear localization sequence,NLS)可以被importinα 识别,并募集 importin β 形成完整的蛋白复合体。复合体通过核孔复合体(NPC)进入细胞核,在细胞核中的RanGTP与importin β直接结合,或者通过其他蛋白分子与importinα 间接结合,促使“货物”从蛋白复合体上释放下来,完成“货物”从细胞质转入细胞核的过程。(https://www.daowen.com)
Ran介导的分子出核过程:在细胞核中,含有出核序列(nuclear export sequence,NES)的“货物”(可以是被转出的RNA或蛋白分子)与exportin、RanGTP结合形成复合物通过核孔复合体(NPC)被运输出细胞核。出核后,RanGTP与细胞质内的 RanBP1和RanGAP结合,RanGTP从复合体上释放下来并被水解成RanGDP,同时“货物”也从exportin上释放下来,完成“货物”从细胞核转入细胞质的过程。
RanGDP的自身入核过程:对于每一个转运周期,至少有一个RanGTP被消耗,所以细胞核中的RanGTP需要得到持续的补充。这个过程由 Ran的结合蛋白-核转运因子2(nuclear transport factor 2,NTF2)来完成,NTF2可以非常高效地将RanGDP从细胞质转入细胞核。此时定位于细胞核内的鸟苷酸交换因子RCC1就能够和RanGDP结合形成RanGTP形式,使核内的RanGTP得到源源不断的补充。