Phosphorylation of Srp1p, the yeast nuclear localization signal receptor, in vitro and in vivo

Biochimie ◽  
1997 ◽  
Vol 79 (5) ◽  
pp. 247-259 ◽  
Author(s):  
Y. Azuma ◽  
K. Takio ◽  
M.M. Tabb ◽  
L. Vu ◽  
M. Nomura
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Localization Signal ◽  
Nuclear Localization Signal Receptor

scholarly journals Invading the Yeast Nucleus: a Nuclear Localization Signal at the C Terminus of Ty1 Integrase Is Required for Transposition In Vivo

1998 ◽  
Vol 18 (2) ◽  
pp. 1115-1124 ◽  
Author(s):  
Margaret A. Kenna ◽  
Carrie Baker Brachmann ◽  
Scott E. Devine ◽  
Jef D. Boeke
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Reverse Transcriptase Activity ◽  
Deletion Mutants ◽  
Amino Acid Residues ◽  
Wild Type ◽  
C Terminus ◽  
Localization Signal

ABSTRACT Retrotransposon Ty1 faces a formidable cell barrier during transposition—the yeast nuclear membrane which remains intact throughout the cell cycle. We investigated the mechanism by which transposition intermediates are transported from the cytoplasm (the presumed site of Ty1 DNA synthesis) to the nucleus, where they are integrated into the genome. Ty1 integrase has a nuclear localization signal (NLS) at its C terminus. Both full-length integrase and a C-terminal fragment localize to the nucleus. C-terminal deletion mutants in Ty1 integrase were used to map the putative NLS to the last 74 amino acid residues of integrase. Mutations in basic segments within this region decreased retrotransposition at least 50-fold in vivo. Furthermore, these mutant integrase proteins failed to localize to the nucleus. Production of virus-like particles, reverse transcriptase activity, and complete in vitro Ty1 integration resembled wild-type levels, consistent with failure of the mutant integrases to enter the nucleus.

scholarly journals RanGTP Targets p97 to RanBP2, a Filamentous Protein Localized at the Cytoplasmic Periphery of the Nuclear Pore Complex

1997 ◽  
Vol 8 (12) ◽  
pp. 2379-2390 ◽  
Author(s):  
Christian Delphin ◽  
Tinglu Guan ◽  
Frauke Melchior ◽  
Larry Gerace
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Pore Complex ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Protein Import ◽  
Critical Role ◽  
In Vitro Assays ◽  
Nuclear Pore ◽  
Localization Signal ◽  
Nuclear Localization Signal Receptor

RanBP2, a protein containing FG repeat motifs and four binding sites for the guanosine triphosphatase Ran, is localized at the cytoplasmic periphery of the nuclear pore complex (NPC) and is believed to play a critical role in nuclear protein import. We purified RanBP2 from rat liver nuclear envelopes and examined its structural and biochemical properties. Electron microscopy showed that RanBP2 forms a flexible filamentous molecule with a length of ∼36 nm, suggesting that it comprises a major portion of the cytoplasmic fibrils implicated in initial binding of import substrates to the NPC. Using in vitro assays, we characterized the ability of RanBP2 to bind p97, a cytosolic factor implicated in the association of the nuclear localization signal receptor with the NPC. We found that RanGTP promotes the binding of p97 to RanBP2, whereas it inhibits the binding of p97 to other FG repeat nucleoporins. These data suggest that RanGTP acts to specifically target p97 to RanBP2, where p97 may support the binding of an nuclear localization signal receptor/substrate complex to RanBP2 in an early step of nuclear import.

Molecular analysis of HURP protein’s role in oncogenesis

2014 ◽  
Author(s):  
Ιλόνα Κεσίσοβα
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Self Organization ◽  
Aurora A ◽  
Quantitative Real Time Pcr ◽  
Microtubule Associated Proteins ◽  
Associated Proteins ◽  
Localization Signal

Η µιτωτική άτρακτος είναι µία µοριακή µηχανή δοµικά βασισµένη σε µικροσωληνίσκους, που παρουσιάζει ιδιαίτερη δυναµικότητα και διενεργεί την ίση κατανοµή των διπλασιασµένων χρωµοσωµάτων στα δύο θυγατρικά κύτταρα κατά την κυτταρική διαίρεση.Ο σχηµατισµός της ατράκτου σε σωµατικά κύτταρα θηλαστικών βασίζεται στις συντονισµένες δραστηριότητες δύο βιοχηµικών µονοπατιών: το µονοπάτι εξαρτώµενο από τα κεντροσώµατα και το µονοπάτι εξαρτώµενο από τη χρωµατίνη, τα οποία ικανοποιούν δύο ευρέως αποδεκτά µοντέλα για τη συναρµολόγηση της ατράκτου, το µοντέλο “search–and-capture” και το µοντέλο του “self-organization”,αντίστοιχα. Γνωρίζουµε ότι η χρωµατίνη παράγει ενδοκυτταρικά σήµατα χωρικής οργάνωσης που ευνοούν την εµπυρήνωση ή/και τη σταθεροποίηση των µικροσωληνίσκων. H κύρια ενδοκυττάρια διαβάθµιση συγκέντρωσης που δηµιουργείται από τα χρωµοσώµατα και συµβάλλει στην αυτο-οργάνωση της µιτωτικής ατράκτου είναι η διαβάθµιση συγκέντρωσης του RanGTP. Η µικρή GTPάσηRan όταν είναι συνδεδεµένη µε GTP, παρουσιάζει µια ενδογενή φθίνουσα διαβάθµιση συγκέντρωσης γύρω από την επιφάνεια των χρωµοσωµάτων λόγω παρουσίας εκεί του παράγοντα ανταλλαγής GTP,RCC1. Το RanGTP που επάγεται από τη χρωµατίνη προωθεί τη συναρµολόγηση της ατράκτου µέσω απελευθέρωσης παραγόντων που ευνοούν την συναρµολόγηση της ατράκτου (Spindle AssemblyFactors, SAFs) και περιέχουν σήµα πυρηνικού εντοπισµού (Nuclear Localization Signal, NLS) από ανασταλτικά σύµπλοκα µε ιµπορτίνες α ή / και β. Το ρυθµιστικό δίκτυο της συναρµολόγησης της ατράκτου ελέγχεται επιπροσθέτως από τη δράση των µιτωτικών κινασών που οδηγούν σε γεγονότα αναστρέψιµης φωσφορυλίωσης, ρυθµίζοντας έτσι τη λειτουργία των πρωτεϊνών που προσδένονται σε µικροσωληνίσκους (Microtubule Associated Proteins, MAPs) και των κινεσινών.Η σωστή διαµόρφωση και λειτουργία της µιτωτικής ατράκτου απαιτούνται για τη διενέργεια της κυτταρική διαίρεση χωρίς σφάλµατα. Παρ 'όλα αυτά, ακόµη και µια µικρή απορρύθµιση αυτών των µιτωτικών πρωτεϊνών, που δεν θέτει σε κίνδυνο τη βιωσιµότητα των κυττάρων, µπορεί να οδηγήσει σε ανώµαλη κυτταρική διαίρεση και τελικά σε ανευπλοειδία, ένα χαρακτηριστικό γνώρισµα του καρκίνου.Κατά τα τελευταία χρόνια, έχουν αναφερθεί γενετικές και επιγενετικές αλλοιώσεις σε έναν σηµαντικόαριθµό µιτωτικών γονιδίων σε ανθρώπινους όγκους. Οι αλλοιώσεις αυτές που παρουσιάζονται σε µιτωτικά γονίδια και σχετίζονται µε τον καρκίνο φαίνεται να επηρεάζουν κυρίως τα επίπεδα γονιδιακής έκφρασης. Η πλειοψηφία των µιτωτικών γονιδίων που παρουσιάζουν αλλοιώσεις στον καρκίνο περιλαµβάνει κυρίως κινάσες, πρωτεΐνες του σηµείου ελέγχου της ατράκτου και δοµικές πρωτεΐνες της ατράκτου συµπεριλαµβανοµένων των πρωτεϊνών που προσδένονται σε µικροσωληνίσκους και των κινεσινών.Για το σκοπό αυτό κατευθυνθήκαµε προς την µελέτη µίας πρωτεΐνης που προσδένεται σε µικροσωληνίσκους µε ρόλο-κλειδί στον σχηµατισµό ατράκτου, την πρωτεΐνη HURP (Hepatoma UpRegulated Protein) καθώς και προς τη µελέτη του πιθανού της ρόλου στον καρκίνο. Η HURP έχειαρχικά αναγνωριστεί ως µέρος ενός RanGTP εξαρτώµενoυ πολυ-πρωτεϊνικού σύµπλοκου που προάγει την συγκρότηση της διπολικής ατράκτου σε εκχυλίσµατα αυγών του βατράχου Xenopus και αποτελείται από δύο επιπλέον πρωτεΐνες που προσδένονται σε µικροσωληνίσκους την TPX2 και τηνXMAP215, την κινεσίνη Eg5 και την κινάση Aurora Α. Η HURP ρυθµίζεται αυστηρά κατά τη διάρκειατης µίτωσης ως προς τα επίπεδα έκφρασής της και ως προς τον εντοπισµό της. Τα επίπεδα της πρωτεΐνης HURP φτάνουν στο µέγιστο κατά τη φάση G2/M του κυτταρικού κύκλου ενώ ο εντοπισµός της πρωτεΐνης περιορίζεται σε ένα υποσύνολο των µικροσωληνίσκων της ατράκτου, τους µικροσωληνίσκους του κινητοχώρου (k-ΜΤs). Στη µεταφασική άτρακτο η HURP εντοπίζεται κυρίως στους µικροσωληνίσκους του κινητοχώρου σε διαβάθµιση συγκέντρωσης κατά µήκος του άξονα των δύο πόλων παρουσιάζοντας υψηλότερη συγκέντρωση σε περιοχές κοντά στην χρωµατίνη, φθίνονταςπρος τους πόλους. Η HURP αποτελεί υπόστρωµα της Aurora Α και η φωσφορυλίωσή της διεγείρει τον ογκογόνο µετασχηµατισµό καλλιεργηµένων κυττάρων.Για να κατανοήσουµε καλύτερα το ρόλο της HURP στη συναρµολόγηση της ατράκτου αναπτύξαµε µικρά-µόρια αναστολείς της κινάσης Aurora Α. Σε αυτή τη µελέτη, από ένα σύνολο 105 πιθανών µικροµοριακών αναστολέων, δύο ενώσεις ο Tripolin Α και ο Tripolin Β, βρέθηκαν να αναστέλλουν την δραστικότητα της Aurora A κινάσης in vitro. Ωστόσο, σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα, µόνο ο TripolinΑ δρα ως αναστολέας της Aurora Α. Συνδυάσαµε βιοχηµικά πειράµατα in vitro και µελέτες συνεστιακής µικροσκοπίας µεµονοµένων κυττάρων in vivo, για να εξετάσουµε τη βιολογική δραστικότητα τουTripolin Α. Τα ευρήµατά µας αποδεικνύουν ότι ο Tripolin Α είναι ένας αναστολέας της Aurora Α, µη-ανταγωνιστικός του ΑΤΡ. Ο Tripolin Α µειώνει τον εντοπισµό της Aurora Α στους µικροσωληνίσκουςτης ατράκτου, επηρεάζει την ακεραιότητα των κεντροσωµάτων, επηρεάζει τον σχηµατισµό και το µήκος της ατράκτου, καθώς και τη δυναµική των µικροσωληνίσκων στην µεσόφαση, αποτελέσµατα που συνάδουν µε απαλοιφή της Aurora A. Ενδιαφέρον παρουσιάζει ότι ο Tripolin Α επηρεάζει την διαβάθµιση συγκέντρωσης της HURP προς τα χρωµοσώµατα, αλλά όχι την πρόσδεσή της στους µικροσωληνίκους. Πειράµατα ανάκτησης φθορισµού µετά από αποχρωµατισµό FRAP (FluorescenceRecovery After Photobleaching, FRAP) δείχνουν ότι η Aurora A ρυθµίζει την ανταλλαγή της HURP στις θέσεις πρόσδεσής της στους µικροσωληνίκους της ατράκτου. Ως εκ τούτου, καταλήγουµε στο συµπέρασµα ότι η φωσφορυλίωση από την Aurora A διατηρεί την διαβάθµιση συγκέντρωσης του εντοπισµού της HURP στην άτρακτο.Προγενέστερες µελέτες γονιδιακής έκφρασης έχουν εντοπίσει υπερέκφραση της HURP σε ανθρώπινους καρκίνους όπως τον καρκίνο του ήπατος και της ουροδόχου κύστης. Για το σκοπό αυτό εξετάσαµε τα επίπεδα γονιδιακής έκφρασης της HURP σε µια οµάδα κυτταρικών σειρών που αντιπροσωπεύουν την πολυσταδιακή χηµική καρκινογένεση της επιδερµίδας του ποντικού,προκειµένου να αναπαραστήσουµε την διαδικασία πολλαπλών βηµάτων για την ανάπτυξη του καρκίνου, σε ένα µοντέλο κυτταρικών σειρών. Οι κυτταρικές σειρές αντιπροσωπεύουν την ανάπτυξη των τριών διαφορετικών στάδιων της καρκινογένεσης, την έναρξης, την προώθηση και την εξέλιξης του όγκου και προέρχονται από όγκους του δέρµατος ποντικού που επάγονται σε δύο στάδια, µε επίδρασηDMBA / ΤΡΑ (πολυκυκλικός αρωµατικός υδρογονάνθρακας / φορβολικός εστέρας). Εφαρµόσαµε λοιπόν, ανάλυση γονιδιακής έκφρασης χρησιµοποιώντας ποσοτική PCR πραγµατικού χρόνου(Quantitative Real Time PCR, qPCR) και αποτύπωµα κατά Western καi βρήκαµε ότι τα επίπεδα mRNAκαι πρωτεΐνης του γονιδίου της Hurp είναι αυξηµένα στις κυτταρικές σειρές που προέρχονται απόκαρκινώµατα πλακώδων κυττάρων και από αναπλαστικά ατρακτοειδή καρκίνωµατα σε σύγκριση µε τις κυτταρικές σειρές που προέρχονται από καλοήθη θηλώµατα. Συλλογικά, προτείνουµε ότι τα επίπεδα έκφρασης της HURP στον καρκίνο δεν συσχετίζονται µε την καλοήθη υπερπλασία αλλά αυξάνουν µε την κακοήθη εξαλλαγή.Στο σύνολό τους τα αποτελέσµατα αυτής της µελέτης αποκάλυψαν µια νέα ρυθµιστική λειτουργία της κινάσης Aurora A στην πρωτεΐνη HURP πάνω στη µιτωτική άτρακτο. Επιπλέον έχουµε δώσει νέες κατευθύνσεις σχετικά µε το ρόλο της HURP στην εξέλιξη του καρκίνου.

scholarly journals Assembly of the Human Origin Recognition Complex Occurs through Independent Nuclear Localization of Its Components

2011 ◽  
Vol 286 (27) ◽  
pp. 23831-23841 ◽  
Author(s):  
Soma Ghosh ◽  
Alex P. Vassilev ◽  
Junmei Zhang ◽  
Yingming Zhao ◽  
Melvin L. DePamphilis
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Origin Recognition Complex ◽  
Genome Duplication ◽  
Cyclin Dependent Kinase ◽  
Human Origin ◽  
Cell Extracts ◽  
Localization Signal ◽  
Origin Recognition

Initiation of eukaryotic genome duplication begins when a six-subunit origin recognition complex (ORC) binds to DNA. However, the mechanism by which this occurs in vivo and the roles played by individual subunits appear to differ significantly among organisms. Previous studies identified a soluble human ORC(2–5) complex in the nucleus, an ORC(1–5) complex bound to chromatin, and an Orc6 protein that binds weakly, if at all, to other ORC subunits. Here we show that stable ORC(1–6) complexes also can be purified from human cell extracts and that Orc6 and Orc1 each contain a single nuclear localization signal that is essential for nuclear localization but not for ORC assembly. The Orc6 nuclear localization signal, which is essential for Orc6 function, is facilitated by phosphorylation at its cyclin-dependent kinase consensus site and by association with Kpna6/1, nuclear transport proteins that did not co-purify with other ORC subunits. These and other results support a model in which Orc6, Orc1, and ORC(2–5) are transported independently to the nucleus where they can either assemble into ORC(1–6) or function individually.

scholarly journals Nuclear Localization Signal and Protein Context both Mediate Importin α Specificity of Nuclear Import Substrates

2006 ◽  
Vol 26 (23) ◽  
pp. 8697-8709 ◽  
Author(s):  
Beate Friedrich ◽  
Christina Quensel ◽  
Thomas Sommer ◽  
Enno Hartmann ◽  
Matthias Köhler
Keyword(s):  
Nuclear Localization ◽  
Nuclear Import ◽  
Nuclear Localization Signal ◽  
Protein Import ◽  
Binding Studies ◽  
Vitro Binding ◽  
Importin Α ◽  
Localization Signal ◽  
Experimental Approaches

ABSTRACT The “classical” nuclear protein import pathway depends on importin α and importin β. Importin α binds nuclear localization signal (NLS)-bearing proteins and functions as an adapter to access the importin β-dependent import pathway. In humans, only one importin β is known to interact with importin α, while six α importins have been described. Various experimental approaches provided evidence that several substrates are transported specifically by particular α importins. Whether the NLS is sufficient to mediate importin α specificity is unclear. To address this question, we exchanged the NLSs of two well-characterized import substrates, the seven-bladed propeller protein RCC1, preferentially transported into the nucleus by importin α3, and the less specifically imported substrate nucleoplasmin. In vitro binding studies and nuclear import assays revealed that both NLS and protein context contribute to the specificity of importin α binding and transport.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document