核被膜核苷三磷酸酶

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1、核被膜核苷三磷酸酶　　摘要　核被膜上的核苷三磷酸酶通过提供能量以促进细胞核内成熟mRNA从核内向胞浆进行转移，这一转运过程是制约细胞成熟mRNA能否表达出蛋白质的一重要环节，现已知道调节该酶活性的因素除成熟mRNA的poly结构上，还有很多其它的因素。　　关键词：核被膜；核苷三磷酸酶成熟mRNA核转运　　真核细胞核被膜（nuclearenvelope）的出现使细胞核内DNA的复制、RNA的转录从时间和空间上与蛋白质的释放过程彻底分开，因而促进了细胞的进化和功能的完善，但是成熟mRNA必须从细胞核内向细胞

2、浆转运（mRNAnucleocytoplasmictransport）才能使mRNA完成其指导蛋白质表达的任务，显然这一转运过程是调节蛋白质功能的重要环节。本世纪50年代，SchnEider在分离的细胞核中加入二磷酸核苷和三磷酸核苷（NDP、NTP）时发现这些核苷酸会刺激核内mRNA的转运，当时认为这是由于核苷酸螯合了那些能抑制mRNA的转运二价阳离子如钙、镁等的结果，由此而促进了mRNA向胞浆的转运；而ClaRNA的转运。后来Agutter利用提取的大鼠细胞核膜进行实验发现核膜上存在一种核苷三磷酸酶（

3、Nucleosidetriphosphatase，NTPase），该酶通过水解含高能磷酸键的核苷酸提供能量以促进mRNA的转运，至此NTPase的研究就一直成为了人们研究mRNA跨核被膜转运及释放表达的焦点[1]。近来，研究发现NTPase不但存在于核被膜上，在细胞器的其它部位[2]也存在NTPase，在功能上还发现NTPase及其能量代谢与弓型虫出入细胞、病毒的感染有关。　　1　核被膜核苷三磷酸酶　　核被膜核苷三磷酸酶（NTPase）是一种在镁、钙、锰或钴二价离子的存在下能水解ATP、2’-dATP、

4、UTP、GTP、CTP、TTP等多种三磷酸核苷端高能β-γ磷酸二脂键并释放出能量的分解酶类，该酶为E.C.3.6.1.4。与通常的ATPase和GT-Pase核苷三磷酸酶不同，作用基质范围更为广泛，其酶活性能为RNA所刺激，也能为cAMP所调节，核被膜上的核苷三磷酸酶具有多种报道形式。例如Agutter在大鼠肝细胞、猪肝细胞和SV40转化小鼠胎3T3细胞中获得一种镁离子依赖的NTPase，最适pH为8.0，该酶能被汞、砷、槲皮素、Proflavin和5’-巯基三磷酸腺苷所抑制，高离子强度溶液与超声波的处

5、理可使酶失活，但作用于任何三磷酸核苷酸基质的动力学性质都一样，核被膜酶的活性符合一级动力学特点；又如Schroder从大鼠肝细胞核被膜上通过Triton-100膜稳定法、三步连续亲和层析与SDS-PAGE鉴定获得了一种分子量为40kDa的蛋白质，该蛋白能水解各种NTP，但水解ATP和GTP的效率高于水解UTP和CTP效率的一倍，能激活该酶的二价阳离子包括Ca、Mn和Mg离子，最适pH偏碱，最适温度为34℃。　　此外，核被膜核苷三磷酸酶（NTPase）包括大鼠肝细胞核膜NTPase、骨骼肌细胞核膜钙依赖性

6、NTPase、大鼠心肌细胞核膜镁离子依赖性NTPase等多种报道形式。其中根据对镁和钙离子的敏感性，可将核苷三磷酶（NTPase）分为不同的亚型，如大鼠心室肌细胞核膜NTPase是镁离子依赖的。大鼠心肌细胞核膜镁离子依赖型NTPase对于不同底物，水解活性各不相同，水解活性依次为UTP＞GTP＞ITP＞CTP[3]。　　2　核被膜结构、核苷三磷酸酶（NTPase）及成熟mRNA的出核转运　　细胞核被膜上大约含有20多种蛋白质，占核膜60％～70％；脂质以磷脂为主，其中磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸约占总脂质3

7、5％，核被膜的结构主要可分为内外核膜结构、核孔复合体和核纤层三个部分，无论是核内蛋白从胞浆进入细胞核内，还是mRNA等从核内进入胞浆都要经过核孔复合体，因此核孔复合体对于胞浆与核内物质的转运都具有十分重要的意义。现已经在核孔复合体中发现有Importinβ、RanGtpase、Importinα[4]；Rip1、Glel和Nup1[5]等转运相关蛋白的存在，均与成熟mRNA的出核转运有关，而核被膜NTPase对于转运提供所需能源具有特殊的意义。　　真核细胞的RNA一般要经过转录后加工、修饰成为成熟RNA

8、后才能被转运到细胞浆中，并且该转运过程需要能量。由RNA聚合酶II转录的RNA分子（mRNA及snRNA）在转运前必须在核仁内进行修饰，即在mRNA的5’端加上m7GpppN帽子结构，3’端加上polyA尾的结构使之变为成熟mRNA，然后成熟mRNA再与含有NRM结构（nucleporinrNAbindingmotif）的核蛋白结合并装配成RNP颗粒（ribonucleoprotEIn，RNP），其中细胞核内能参与结合mRNA核蛋白包括有h