试论Ｒａｎ基因功能及研究

1、试论基因功能及研究 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gtpase ran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-related nuclear）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。   

2、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（guanine nucleotide exchange factor）和rangap精密调控。gfe、rcc1（regulator of chromosome condensation 1）可增加与ra

3、n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

4、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（at ran 13），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(regulator of chromosome condensation-1)和gtp酶激活蛋白gap

5、1(gtpase-activating protein-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(ranbp 1)与ran-gtp有高亲和力，可作为rangap 1的协同因子，提高rangap 1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

6、，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4060ku）的流动、交换大多数是以主动运输的形式穿过npc (nuclear pore complex)。大分子的蛋白质和rna的内输和外运分别由核定位信号(nuclear localization signal, nls)和核外输信号(nuclear export signal, 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(importin a)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。（三）核膜装配的调控功能  ran对核膜装配起着重要调控作用。在细胞分裂早期，ran离开染色质，分散到细胞质中，其中一部分定位在纺锤体和中心粒上；在细胞分裂后期和未期，随着核膜的重新装配，ran又重新回到细胞核内。在以非洲爪蟾卵提取物为材料的非细胞体