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核孔

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核孔的剖面圖。

核孔nuclear pore)是镶嵌在真核细胞细胞核核膜中的一种复合物,是细胞核与细胞质物质交流的通道。细胞核内合成的RNA、大多蛋白质核糖体等进入细胞质都需通过核孔进入细胞质,而细胞质中的大分子物质也需经过核孔进入细胞核。脊椎动物细胞的核膜上平均拥有约2000個核孔,但核孔的数量也會根據細胞轉錄活动的旺盛程度的改变而发生變化。

核孔复合物主要由一类称为核孔蛋白 (Nups) 的蛋白质家族组成。人类细胞核内的每个核孔复合物都由大约1000个独立的蛋白质分子组成,这些分子来自进化上保守的35种不同的核孔蛋白。[1] 编码核孔蛋白的保守序列调控分子通过核孔的运输。[2][3] 核孔蛋白介导的运输不需要直接的能量消耗,而是依赖于与RAN循环(Ras相关核蛋白循环)相关的浓度梯度。2022年,人类核孔复合体开放和关闭构象的结构约90%被解析,并发表在《科学》期刊的特刊上,该特刊还被选为封面。[4][5][6] 2024年,核篮的结构被解析,最终完成了核孔复合物的结构解析。[7]

约有一半的核孔蛋白典型地包含α螺旋和β螺旋團,或包含結構域,因为另外一半的一级结构中包含许多重复的縮氨酸苯丙氨酸甘氨酸,所以这一半表現出蛋白質自然發展所形成的典型結構特徵,亦即缺少整齊次組織的高度彎曲蛋白質,這些发生病变的蛋白質称作細粒核孔素

核孔允許載有水溶性分子的運輸工具通過核膜。這些運輸工具包括從細胞核输出到細胞質中的RNA或進入細胞核的蛋白質(例如:DNA聚合酶核纤层蛋白)、醣类脂质

核孔可以主動引導复合物每秒移動一千次。雖然小分子可以直接以擴散作用通過核膜,但大分子必須被特別的信號序列识别,然後才能在某些蛋白質的辅助下進出細胞核,這也就是所谓的“運行週期”。每八單位圍繞在實際核孔周围的蛋白質會使進入的孔通道按照蛋白質輪廓突出,而在核孔中心往往會出現由類似塞子的結構,但对这种结构的作用仍不明晰。

参见

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参考文献

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  1. ^ Lin, Daniel H.; Stuwe, Tobias; Schilbach, Sandra; Rundlet, Emily J.; Perriches, Thibaud; Mobbs, George; Fan, Yanbin; Thierbach, Karsten; Huber, Ferdinand M.; Collins, Leslie N.; Davenport, Andrew M.; Jeon, Young E.; Hoelz, André. Architecture of the symmetric core of the nuclear pore. Science. 15 April 2016, 352 (6283). PMC 5207208可免费查阅. PMID 27081075. doi:10.1126/science.aaf1015.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  2. ^ Peyro M, Soheilypour M, Lee BL, Mofrad MR. Evolutionarily Conserved Sequence Features Regulate the Formation of the FG Network at the Center of the Nuclear Pore Complex. Scientific Reports. November 2015, 5. Bibcode:2015NatSR...515795P. PMC 4635341可免费查阅. PMID 26541386. doi:10.1038/srep15795.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  3. ^ Ando D, Colvin M, Rexach M, Gopinathan A. Physical motif clustering within intrinsically disordered nucleoporin sequences reveals universal functional features. PLOS ONE. September 16, 2013, 8 (9). Bibcode:2013PLoSO...873831A. PMC 3774778可免费查阅. PMID 24066078. doi:10.1371/journal.pone.0073831可免费查阅.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  4. ^ Mosalaganti, Shyamal; Obarska-Kosinska, Agnieszka; Siggel, Marc; Taniguchi, Reiya; Turoňová, Beata; Zimmerli, Christian E.; Buczak, Katarzyna; Schmidt, Florian H.; Margiotta, Erica; Mackmull, Marie-Therese; Hagen, Wim J. H.; Hummer, Gerhard; Kosinski, Jan; Beck, Martin. AI-based structure prediction empowers integrative structural analysis of human nuclear pores. Science. 10 June 2022, 376 (6598). PMID 35679397. doi:10.1126/science.abm9506.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  5. ^ Petrovic, Stefan; Samanta, Dipanjan; Perriches, Thibaud; Bley, Christopher J.; Thierbach, Karsten; Brown, Bonnie; Nie, Si; Mobbs, George W.; Stevens, Taylor A.; Liu, Xiaoyu; Tomaleri, Giovani Pinton; Schaus, Lucas; Hoelz, André. Architecture of the linker-scaffold in the nuclear pore. Science. 10 June 2022, 376 (6598). PMC 9867570可免费查阅. PMID 35679425. doi:10.1126/science.abm9798.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  6. ^ Bley, Christopher J.; Nie, Si; Mobbs, George W.; Petrovic, Stefan; Gres, Anna T.; Liu, Xiaoyu; Mukherjee, Somnath; Harvey, Sho; Huber, Ferdinand M.; Lin, Daniel H.; Brown, Bonnie; Tang, Aaron W.; Rundlet, Emily J.; Correia, Ana R.; Chen, Shane; Regmi, Saroj G.; Stevens, Taylor A.; Jette, Claudia A.; Dasso, Mary; Patke, Alina; Palazzo, Alexander F.; Kossiakoff, Anthony A.; Hoelz, André. Architecture of the cytoplasmic face of the nuclear pore. Science. 10 June 2022, 376 (6598). PMC 9348906可免费查阅. PMID 35679405. doi:10.1126/science.abm9129.  已忽略未知参数|article-number= (帮助)
  7. ^ Singh, Digvijay; Soni, Neelesh; Hutchings, Joshua; Echeverria, Ignacia; Shaikh, Farhaz; Duquette, Madeleine; Suslov, Sergey; Li, Zhixun; van Eeuwen, Trevor; Molloy, Kelly; Shi, Yi; Wang, Junjie; Guo, Qiang; Chait, Brian T.; Fernandez-Martinez, Javier. The molecular architecture of the nuclear basket. Cell. September 2024, 187 (19): 5267–5281.e13. PMC 11416316可免费查阅. PMID 39127037. doi:10.1016/j.cell.2024.07.020 (英语). 

外部链接

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