Suppr超能文献

mRNA 出核因子 NXF1 中冗余核定位信号的进化发展。

Evolutionary development of redundant nuclear localization signals in the mRNA export factor NXF1.

机构信息

Department of Pharmacology, University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, Dallas, TX 75390-9041, USA.

出版信息

Mol Biol Cell. 2011 Dec;22(23):4657-68. doi: 10.1091/mbc.E11-03-0222. Epub 2011 Sep 30.

Abstract

In human cells, the mRNA export factor NXF1 resides in the nucleoplasm and at nuclear pore complexes. Karyopherin β2 or transportin recognizes a proline-tyrosine nuclear localization signal (PY-NLS) in the N-terminal tail of NXF1 and imports it into the nucleus. Here biochemical and cellular studies to understand the energetic organization of the NXF1 PY-NLS reveal unexpected redundancy in the nuclear import pathways used by NXF1. Human NXF1 can be imported via importin β, karyopherin β2, importin 4, importin 11, and importin α. Two NLS epitopes within the N-terminal tail, an N-terminal basic segment and a C-terminal R-X(2-5)-P-Y motif, provide the majority of binding energy for all five karyopherins. Mutation of both NLS epitopes abolishes binding to the karyopherins, mislocalized NXF1 to the cytoplasm, and significantly compromised its mRNA export function. The understanding of how different karyopherins recognize human NXF1, the examination of NXF1 sequences from divergent eukaryotes, and the interactions of NXF1 homologues with various karyopherins reveals the evolutionary development of redundant NLSs in NXF1 of higher eukaryotes. Redundancy of nuclear import pathways for NXF1 increases progressively from fungi to nematodes and insects to chordates, potentially paralleling the increasing complexity in mRNA export regulation and the evolution of new nuclear functions for NXF1.

摘要

在人类细胞中,mRNA 输出因子 NXF1 存在于核质和核孔复合物中。核孔蛋白 β2 或转运蛋白识别 NXF1 氨基末端尾部的脯氨酸-酪氨酸核定位信号 (PY-NLS),并将其导入细胞核。本研究通过生化和细胞研究来理解 NXF1 PY-NLS 的能量组织,揭示了 NXF1 所使用的核输入途径存在意想不到的冗余性。人类 NXF1 可以通过 importin β、karyopherin β2、importin 4、importin 11 和 importin α 进行导入。氨基末端尾部的两个 NLS 表位,一个氨基末端碱性片段和一个 C 末端 R-X(2-5)-P-Y 基序,为所有五个核孔蛋白提供了大部分结合能。两个 NLS 表位的突变会导致 NXF1 与核孔蛋白的结合能力丧失,使其错误定位到细胞质中,并显著削弱其 mRNA 输出功能。不同的核孔蛋白如何识别人类 NXF1 的理解,对来自不同真核生物的 NXF1 序列的检查,以及 NXF1 同源物与各种核孔蛋白的相互作用,揭示了高等真核生物中 NXF1 冗余 NLS 的进化发展。NXF1 的核输入途径的冗余性从真菌到线虫和昆虫再到脊索动物逐渐增加,这可能与 mRNA 输出调控的复杂性增加以及 NXF1 的新核功能的进化相平行。

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