课程：

• 1、是旧的手表，怎样才能格式化，重新设置新的管理员？
• 2、蛋白质在通过细胞核时是否穿过生物膜？
• 3、细胞核核膜上的核孔的功能。
• 4、试述核孔复合体的结构及其功能，并举例说明其功能?细胞生物学
• 5、核孔是有什么控制物质进出的。具体些

是旧的手表，怎样才能格式化，重新设置新的管理员？

1、使用新的号码注册发送申请绑定手表；

2、再登录旧管理员账号同意新的号码绑定；

3、将新的号码设置为管理员；

蛋白质在通过细胞核时是否穿过生物膜？

不是穿过生物膜，而是核孔复合体。

细胞核是由核膜构成的，核膜是双层但不连续的非对称性单位膜。核膜上有核孔，核孔并非单纯由内外两层核膜融合形成的小孔，而是由蛋白质构成的复杂结构。即核孔复合体。核孔复合体是细胞核与细胞质之间物质交换的双向选择性亲水通道，可以介导蛋白质的入核转运，和RNA、核糖体蛋白颗粒的出核转运。

亲核蛋白含有4-8个氨基酸组成的特殊序列，称为核定位序列NLS。入核还需要核转运受体及RanGTP酶系统的参与。核转运受体包括胞质中的入核素和转运素，以及胞核中的出核素，它们既可与核孔复合体结合，又可以被转运物质结合。通过这些转运受体，蛋白质可以转入核内，通过GTP水解酶水解GTP释放入核所需的能量。进入核后，蛋白沿核骨架进入核内。

后天要考细胞生物学了，借此机会复习一下

细胞核核膜上的核孔的功能。

简单地说，作用是实现核质之间的频繁的物质交换和信息交流 。

核孔是细胞核和细胞质之间大部分物质交换的通道，如信使RNA可能通过核孔进入细胞质中。核孔的数目也因细胞种类及代谢状况不同而有差别。

试述核孔复合体的结构及其功能，并举例说明其功能?细胞生物学

、核孔复合体

1、定义：镶嵌在核孔上的复杂结构

2、结构模型

1）胞质环（cytoplasmic ring）：外环，位于核孔边缘胞质面侧；

2）核质环（nuclear ring）：内环，内环上对称连有8条纤维，形成核蓝结构

3）辐（spoke）：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状8重对称。

?柱状亚单位（column subunit）：位于核孔边缘，连接内外环，起支持作用

? 腔内亚单位(luminal subunit)：接触核膜部分的区域。

? 环带亚单位（annular subunit）：在柱状亚单位之内，靠近核孔复合体中心部位。

4）柱（中央栓）（central plug）：位于核孔中心，呈颗粒或棒状。

3、核孔复合体成分研究

1）核孔复合体主要由蛋白质构成，代表蛋白是gp210 和 p62

2）gp210：结构性跨膜蛋白

? 介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体

锚定在“孔膜区”，为核孔复合体装配提供一个起始位点

?在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用

?在核孔复合体的核质交换功能活动中起作用

3）p62：功能性蛋白，具有两个功能结构域

? 疏水性N端区：在核孔复合体功能

活动中直接参与核质交换

? C端区：可能通过与其它核孔复合体蛋白相互作用，将p62分子稳定到核孔复合体上，为N端进行核质交换活动提供支持。

4、核孔复合体功能

1）核质交换的双向选择性亲水通道

双功能：被动扩散和主动运输

双向性： 入核和出核

2）通过核孔复合体的被动运输

一般10nm的分子可以被动运输的方式自由出入核孔复合体，有的则由于含有信号序列或者和其它的分子结合成大分子而不能自由出入核孔复合体。

3）通过核孔复合体的主动运输

通过核孔复合体的主动运输主要是指亲核蛋白的入核，RNA分子及核糖核蛋白颗粒（SNP）出核运输，具有高度的选择性，并且是双向的选择性表现在以下三个方面：

①对运输颗粒大小的限制；

②是信号识别和载体介导的过程；

③双向性：蛋白质的入核；RNA和核糖体亚单位的出核。

4）亲核蛋白与核定位信号

? 亲核蛋白（karyophilic protein）

在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质，进入核之后一直滞留在其中执行功能；穿梭于核质之间行驶功能。

?核定位信号 (nuclear localization signal，NLS)：核质蛋白的C端有一个信号序列，可引导蛋白质进入细胞核

5）亲核蛋白入核转运的步骤

? 结合：需NLS识别并结合importin；

? 转运：需GTP水解提供能量

6）核质蛋白向细胞核的输入可描述如下：①蛋白与NLS受体，即imporin α/β二聚体结合；②货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；③纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；④货物受体复合体与Ran-GTP结合，复合体解散，释放出货物；⑤与Ran-GTP结合的imporin β，输出细胞核，在细胞质中Ran结合的GTP水解，Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP；⑥imporin α在核内exportin的帮助下运回细胞质

7）转录产物RNA的核输出

转录后的RNA通常需加工、修饰成为成熟的RNA分子后才能被转运出核。

? RNA聚合酶I转录的rRNA分子：以RNP的形式离开细胞核，需要能量；

? RNA聚合酶III转录的5s rRNA与 tRNA的核输出由蛋白质介导；

? RNA 聚合酶II转录的hn RNA，在核内进行5’端加帽和3’端附加多聚A序列以及剪接等加工过程，然后形成成熟的mRNA出核，5’端的m7GpppG“帽子”结构对mRNA的出核转运是必要的；

? 细胞核中既有正调控信号保证mRNA的出核转运，也有负调控信号防止mRNA的前体被错误地运输，后者与剪接体(spliceosome)有关。

? mRNA的出核转运过程是有极性的，其5’端在前，3’端在后。

? 核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)：RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助，这些蛋白因子本身含有出核信号。

? 入核转运与出核转运之间有某种联系，它们可能需要某些共同的因子。

核孔是有什么控制物质进出的。具体些

主要是通过核孔复合体来控制的。是核质交换的双向、双功能、选择性亲水通道。双功能：被动扩散、主动运输；双向性：介导蛋白质的入核转运；介导RNA、核糖核蛋白颗粒的出核转运。 核孔复合体主要由蛋白质构成，其总相对分子质量约为1.25×108，推测可能含有100余种不同的多 肽，共1 000多个蛋白质分子。其中，gp210：结构性跨膜蛋白：介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体锚定在“孔膜区”，从而为核孔复合体装配提供一 个起始位点 ；并在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用 ；在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用

p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域。疏水性N端区：可能在核孔复合体功能活动中直接参与核质交换 ； C端区：可能通过与其它核孔复合体蛋白相互作用，从而将p62分子稳定到核孔复合体上，为其N端进行核质交换活动提供支持。

1. 通过核孔复合体的主动运输

生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的 主动运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的。选择性表现在以下三个方面：1、对运输颗粒大小的限制：有效功能直径可被调节约10～20nm，甚至可达26nm ；2、主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需要消耗能量，并表现出饱和动力学特征 ；3、主动运输具有双向性，即核输入与核输出

2.亲核蛋白与核定位信号

亲核蛋白（karyophilic protein）

核定位信号 (nuclear localization signal，NLS) —NLS是一些短的氨基酸序列片段，富含碱性氨基酸残基，如Lys、Arg，此外还常含有Pro —可存在于亲核蛋白的不同部位，在指导完成核输入后并不被切除。 —NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件

亲核蛋白入核转运的步骤

（1）亲核蛋白通过NLS识别并结合胞质蛋白因子，形成转运复合物； （2）在胞质蛋白因子的介导下，转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合； （3）转运复合物通过改变构象的核孔复合体，从胞质面进入核质面； （4）转运复合物在核质面与Ran-GTP结合，导致复合物解离，亲核蛋白释放； （5） Ran-GTP与胞质蛋白因子复合体返回胞质，其中Ran-GTP水解形成Ran-GDP，与胞质蛋白因子解离并返回核内。