2018试论Ｒａｎ基因功能及研究

954852

　　　　[论文关键词]Ran基因功能研究
　　[论文摘要]由于Ran存在广泛，功能多样。Ran及其结合蛋白参与调控细胞周期中的多个过程，对于小分子GTPaseRan的研究，越来越多的受到了关注。对Ran及其功能作简单的介绍。
　　
　　Ran（Ras-relatednuclear）也称为TC4，最初是作为人类cDNA的一个可译框而被发现，并首先从人类畸胎瘤细胞中分离纯化得到的一种蛋白质，根据其大小（216个氨基酸残基）及其规范的序列基元DTAGAE而被确认为与Ras相关的GTPase，分子量是24Da，从真核生物到人都高度保守。
　　
　　一、Ran与Ras的关系
　　
　　在HeLa细胞中，Ran是Ras家族种表达最丰富的成员，占细胞蛋白总量的0.4%，与ras家族的其他成员相比，其C末端缺乏一个作为翻译后异戊二烯化受体的半胱氨酸残基，而拥有一个酸性C末端序列DEDDDL。这是Ran的作用基础。Ran和ras一样，有活性的RanGTP和无活性RanGDP。RanGTP和RanGDP的浓度受Ran的调节物GFE（guaninenucleotideexchangefactor）和RanGAP精密调控。GFE、RCC1（regulatorofchromosomecondensation1）可增加与Ran相连的GDP转化成GTP，RCC1通过组蛋白H2A/2B和染色体的周围产生较高浓度的RanGTP。Ran本身的GTPase活性较低，但可被位于核孔胞质面的RanGAP1激活，使GTPase活性增加10倍。RanBP1是一种分子量为23kDa的蛋白质，本身没有GAP活性，但它可以作为GEF抑制剂降低RCC1的活性，从而间接提高GDP和GTP的比值。Ran在真核细胞的一系列生物过程种，如DNA复制，RNA的转录和加工，RNA和蛋白质从核孔复合物的转运，有丝分裂和减数分裂的控制，尤其是纺锤体的组装，染色体的正确分配，核膜破裂和重组等方面，都有一定的作用。Ran基因广泛存在于动植物之中，我们一般将动物中的Ran基因叫作Ran，而植物中Ran有多种，如拟南芥共有三种（AtRan13），Ran2是拟南芥Ran基因之一。Ran是一种大量分布于细胞核内的GTP酶,是Ras类原癌基因大家族中的一员。
　　
　　二、Ran的功能及研究
　　
　　（一）GTP酶活性的功能
　　Ran的调节蛋白可增强核苷酸交换和水解的速率，使Ran循环于GTP结合态(活性态)和GDP结合态(非活性态)，Ran-GTP酶循环主要受Ran的鸟苷酸交换因子(RanGEF)RCC1(regulatorofchromosomecondensation-1)和GTP酶激活蛋白GAP1(GTPase-activatingprotein-1，酵母的同源物为RAN1)的调控。RanGTP/GDP的转换与循环在有丝分裂期向间期转变时，微管结构与核组装二者协调变化中起着重要作用。分裂间期RCC1在核中，通过组蛋白H2A和H2B与染色质结合。RCC1与H2A或H2B的结合激活RCC1的转换活性，使Ran-GDP转换为Ran-GTP。而RanGAP1在胞质中激活Ran使GTP水解，形成Ran-GDP。Ran结合蛋白1(RanBP1)与Ran-GTP有高亲和力，可作为RanGAP1的协同因子，提高RanGAP1介导的Ran-GTP水解速率。Ran的核苷酸转换和水解的固有效率较慢，RCC1和RanGAPl可使Ran的核苷酸转换和水解的效率大大加快。
　　
　　（二）核质转运的调控功能
　　真核细胞中的核膜将核质与胞质分隔开，两者大分子物质（大于40－60ku）的流动、交换大多数是以主动运输的形式穿过NPC(nuclearporecomplex)。大分子的蛋白质和RNA的内输和外运分别由核定位信号(nuclearlocalizationsignal,NLS)和核外输信号(nuclearexportsignal,NES)的短肽所介导。
　　内输蛋白α/β(importinβ)家族成员在蛋白质或RNA的内输/外运过程中作为受体。内输蛋白α(importina)能够识别富含赖氨酸的NLS，再连接到importinβ上的IβB(importinβbinding)区形成三聚体复合物。该复合体通过importinβ和NPC蛋白的相互作用停靠在NPC上，接着通过NPC运输入核。