Transcriptionは核で、Translationはcytosolで起こる。 このようじ、核の外と中の間を行ったり来たりする必要があるものは多い。 そこで何らかの通路が必要になる。

核膜の構造とPore

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InnerもOuterもそれぞれリン脂質2重層になっている。

InnerとOuterをあわせてNuclear Envelopeと呼ぶ。Envelopeの中にはlumenの領域がある。

Nuclear Pore Complex

Envelopeの間の隙間にはNuclear Pore Complexと呼ばれるものがある。

• 一つの核につき3000-4000個ある
• NPC一つで 1000分子/sec ほどの輸送が起こっている
• 両方向

輸送の向きと代表例

• In-out: 核の中で作られたものが外に出る、というケース。post processを終えたmRNAコンプレックスなど
• Out-in: 細胞質で合成されて核に入ってくるケース。DNA-binding proteinなど。
• In-out-in: 核の中で合成されて外に出て何かして核に戻ってくるケース。Small nuclear RNA (snRNA)など。細胞質でタンパク質と結合してSmall nuclear ribonucleoproteins (snRNPs)になって戻ってくる
• Out-in-out: 核外で合成されて核に入って何かして核外に戻るもの。Ribosomal proteinなど。細胞質で合成、foldされて、核内でribosomal RNA（rRNA）と結合して細胞質に戻ってribosomal subunitとして組み立てられる。

Poreの構造

100nmときわめて大きい構造体。

• Cytoplasmic ring
• Nuclear basket and ring
• Central pore
• 中にはFGリピートと呼ばれるフィラメント

様々なタンパク質で出来ている。30種類ものタンパク質で出来ているとか。 それらはNucleoporins(NUPs)と呼ばれるタンパク質群の一種。

Selective PermeabilityとFGリピート

NPCの中にはFGリピートと呼ばれるフィラメントがあり、これが選択的な透過性を実現している。

FGはPhe-Glyの事。これらの配列が繰り返されたタンパク質。20〜700くらいのAA長のものが入り混じっている。

これはふるいのように機能し、

• 40kDaより小さいような粒子は素通りする
• 大きなcargoはbinding siteを使った輸送

NPC complexのタンパク質の安定性とiFRAP

NPC complexの各タンパク質のうち、散逸しやすいものと留まりやすいものがあるかを調べる。

別々にGFPでtag付けして、inverse fluorescence recovery after photobleaching（iFRAP）する。 iFRAPは小さい領域以外の全体をphotobleachingして、時間の経過とともにbleachしてない領域に蛍光がどれだけ留まるかを計測する。

結果のsummary

• 10種類のタンパク質は35時間以上留まる
• 6種類のタンパク質は2.5〜35時間
• 3種類のタンパク質は2時間以下、多くは数秒のオーダー

この実験は2004年だそうで。結構最近だなぁ。

様々なトランスポートの比較

目的	シグナル	レセプター
ERインポート	SS	SRP+SRP Receptor
ERに留まる	KDEL	KDEL Receptor
Vesicle Trafficking	Rabs, SNAREs	t-SNARES, Rab Effector
Nuclearインポート	Nuclear Import Signal (またの名をNuclear Localized Signal、NLSと略す)	Importtin
Nuclearエクスポート	Nuclear Export Signal（NES）	Exportin

ERのインポートではSec61はタンパク質はunfoldな状態である、という制限があった。 Nuclearインポートではそういう制限はなく、foldされたタンパク質が行き来出来る必要がある。

ImportinとExportinをあわせてkaryopherin proteinと呼ぶ。

SRPやImportin, Exportinはsoluble。KDEL ReceptorやRab Effectorはtransmembrane proteinだとか。

NuclearPoreの輸送メカニズムへ続く。