【レビュー】STATの核輸送メカニズム

論文タイトル

Tracking STAT nuclear traffic

出典

Nat Rev Immunol. 2006 Aug;6(8):602-12.

確認したいこと

  • STATの核移行メカニズム
JAK/STATの非古典的なシグナル伝達メカニズム
論文タイトルDynamics and non-canonical aspects of JAK/STAT signalling出典Eur J Cell Biol. Jun-Jul 2012;91(6-7):524-...
www.biospace.info
2022.01.07

要旨

一般的なタンパク質の核移行メカニズムと、STATs(主にSTAT1、STAT2、STAT3)についての核移行に関する知見がレビューされています。

章立て

  1. イントロダクション
  2. STATファミリーについて
    1. STATの生物学的な役割
  3. タンパク質の核輸送メカニズム
    1. 核移行に関連するシグナル配列とトランスポーター
  4. STAT1の核輸送（核輸送とDNA結合との関連性について）
    1. STAT1の核内輸送
    2. STAT1の核外輸送
  5. STAT2の核輸送(STAT2の2面性）
    1. リン酸化STAT2とSTAT1のヘテロ2量体における核内輸送
    2. 非リン酸化STAT2のIRF9依存的な核内輸送
    1. STAT2の核外輸送
  6. STAT3の核輸送（リン酸化非依存的な輸送について）
    1. STAT3の核内輸送
    2. STAT3の核外輸送
  7. STAT5の輸送（類縁STATからの考察）
  8. 非哺乳類のSTATにおける細胞内局在
  9. 結言

考察など

基礎的な核移行の分子メカニズムも詳しく解説されていて、とても参考になりました。

そもそも、核内移行シグナル(NLS)・核外移行シグナル(NES)は、それぞれ importin、exportin と呼ばれる、細胞内タンパク質に対する結合サイトとして機能します。

importin、exportin は核膜孔複合体を形成するヌクレオポリンと相互作用することで、効率的な核輸送を補助しています。importinが輸送体、NLSをもつタンパクがその積み荷となるイメージです。

核輸送の方向性は、RAN-GTP濃度で制御されています。具体的には、核内の方が細胞質よりRAN-GTPの濃度が高いため、RNA-GTPとimportinは、核内で結合できるようになります。それによって、積み荷分子を降ろすことができるようになるそうです。

4章から、STATに焦点を当てた話題になります。

まずSTAT1においては、リン酸化に伴う構造変化によって、importinが結合するためのLeu407が露出します。これによって核に移行できるようになります。

ここから話が複雑になってきます。

まずSTAT1は、既知のNLSとは別にimportinに結合できるサイトがあり、その相互作用もまた核移行に大きく寄与するそうです。

また、STAT2やSTAT3はリン酸化非依存的に核移行できる機構があります。例えばSTAT3は、importin α3によって恒常的に核移行するとのことです。

論文を読んで、核輸送の分子メカニズムは想像より単純に思いました。リン酸化することで、importinに結合できるタンパクモジュールがあれば、核輸送をシグナルで制御できるのかも。

追加調査したいこと

  • 各importinファミリーの核輸送への寄与（支配的なimportin種を同定したい）
  • DNAとSTATのDNA結合ドメインとの結合様式（またSTATのDBDをエンジニアリングして、転写遺伝子の特異性を変えることができるか）

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