Dalam sel eukariotik , pengangkutan protein ke dalam nukleus sangat penting untuk modulasi ekspresi gen atau pembelahan sel , di antara fungsi lainnya. Dengan cara yang sama, ekspor protein setelah memenuhi fungsinya adalah penting sehingga begitu tugasnya selesai, protein ini terdegradasi. Nukleus dikelilingi oleh membran lipid ganda , yang bersama-sama disebut amplop nuklir , Anda dapat membaca beberapa informasi tentangnya di artikel kami di sini .
Skema ekspor. (Dimodifikasi dari PNAS, 1996)
Protein dengan ukuran lebih besar dari 50 kDa harus berasosiasi dengan protein khusus untuk masuk dan keluarnya dari nukleus. Untuk memasuki nukleus, protein harus dikaitkan dengan impor , yang dapat Anda baca lebih lanjut di artikel yang kami persembahkan untuk mereka di sini (segera). Untuk transfernya keluar dari nukleus, protein harus berasosiasi dengan exportin .
Sebuah molekul yang berada di dalam nukleus dan harus dipindahkan ke sitoplasma harus memiliki urutan yang dapat dikenali oleh exportin . Urutan asam amino ini akan membentuk domain yang disebut NES (sinyal ekspor nuklir) . Urutan NES ini juga ditemukan di exportin, dan merupakan tempat interaksi antara kedua protein. Mekanisme ekspor mirip dengan impor dengan domain NLS Anda. Urutan asam amino konsensus terdiri dari 4 aa hidrofobik , asam amino yang paling umum adalah leusin, di antaranya asam amino acuh tak acuh lainnya diselingi, yang akan memungkinkan pembentukan struktur spesifik untuk interaksi dengan exportin. Domain NES dibentuk sebagai berikut: LXXXLXXLXL (di mana L adalah asam amino hidrofobik dan X adalah asam amino lainnya).
Mekanisme ekspor dimulai dengan penyatuan antara exportin dan Ran-GTP , sebuah GTPase yang terlibat dalam ekspor dan impor. Ran mengikat menginduksi perubahan konformasi dalam exportin. Dengan cara ini afinitas eksporin untuk domain SEN meningkat dan trimer Ran-ekspor-kargo terbentuk.
Heterotrimer ini keluar melalui pori inti. Dalam sitoplasma sel, GTP yang dibawa oleh Ran dihidrolisis menjadi GDP oleh protein GAP (protein pengaktif GTPase) dan dipisahkan dari dua protein lainnya. Akibatnya, afinitas ekspor untuk domain SEN menurun dan juga dipisahkan dari protein kargo. Untuk kembali ke nukleus Ran-GDP bergerak melalui membran nukleus dalam gradien konsentrasi . Di dalam nukleus, konsentrasi Ran-GDP sangat rendah karena di dalam protein RanGEF ditemukan yang memfosforilasi Ran-GDP menjadi Ran-GTP. Perlu dicatat bahwa regenerasi Ran adalah langkah yang membutuhkan energi dari transportasi melalui selubung nuklir . The exportin pada bagian mereka untuk berada di bawah 50 KDa bisa masuk inti tanpa aktif diangkut.
Semua RNA, ribosom atau transfer, menggunakan sistem exportin untuk melakukan perjalanan ke sitoplasma. Namun, RNA terdiri dari basa nitrogen dan bukan asam amino dan mereka perlu mengikat protein yang bertindak sebagai jembatan antara RNA dan exportin untuk mengeluarkannya dari nukleus. Untuk menghindari ekspornya sebelum waktunya, banyak protein memfosforilasi domain NES untuk menyembunyikannya dari ekspor.