G蛋白等分子在內(nèi)毒素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)中影響其基因的表達(dá)

在內(nèi)毒素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)中，其他因素也會(huì)影響其基因的表達(dá)，如G蛋白和小G蛋白R(shí)an-GTPase的參與，其中該LPS/Ran基因的突變能導(dǎo)致內(nèi)毒素耐受現(xiàn)象。當(dāng)用百日咳毒素（pertusis toxin）使巨噬細(xì)胞G蛋白Gi的近C端的Cys殘基發(fā)生核糖基化時(shí)，修飾后的Gi不對(duì)受體介導(dǎo)的信號(hào)作出反應(yīng)而處于持久失活狀態(tài)，此時(shí)用內(nèi)毒素進(jìn)行刺激可顯著降低細(xì)胞因子的合成和分泌?？梢?jiàn)，G蛋白也參與了機(jī)體對(duì)內(nèi)毒素反應(yīng)的調(diào)節(jié)。

lps基因位點(diǎn)區(qū)域也編碼Ran/TC4蛋白質(zhì)，Ran/TC4蛋白質(zhì)是一種GTP酶，Ran/TC4的命名是因?yàn)榕c畸胎瘤（tetracarcinoma）中 Ras家族的第四結(jié)構(gòu)域同源，該酶對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)非常重要，即具有核轉(zhuǎn)運(yùn)（nuclear transport）功能。

Ran家族為G蛋白超家族中的一個(gè)家族，在核內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)起著重要性作用。G蛋白，即鳥(niǎo)苷三磷酸結(jié)合蛋白，作為一個(gè)蛋白質(zhì)家族，其中包含大量結(jié)構(gòu)和功能極為相似的成員，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起著偶聯(lián)膜受體和效應(yīng)器的中介作用。它與GTP結(jié)合時(shí)為活化狀態(tài)，與GDP結(jié)合時(shí)為失活狀態(tài)。根據(jù)其分子大小和結(jié)構(gòu)的不同，通常分為兩大類(lèi)：①異源性三聚體G蛋白（heterotrimeric GTP binding protein），由A、B、C三類(lèi)亞基組成，相對(duì)分子質(zhì)量約為100000，簡(jiǎn)稱(chēng)為G蛋白。②單鏈的小分子G蛋白，通常稱(chēng)為小G蛋白（small G-protein），相對(duì)分子質(zhì)量在20000~30000之間。

小G蛋白家族的分類(lèi)（哺乳動(dòng)物）可以分為Ras （H-Ras、K-Ras、N-Ras 等）、Rho（RhoA、RhoB、RhoC，RhoG等）、Rab（Rab1，Rab2，Rab3，Rab4等）、Alf、Ran等。

Ran為 Ras樣核蛋白（Ras-like nuclear protein），是一種小分子鳥(niǎo)嘌呤核苷三磷酸酶（GTPase），核內(nèi)含量豐富。Ran是胞核和胞質(zhì)進(jìn)行大分子物質(zhì)交換所必需的物質(zhì)。Ran家族由諸多成員組成，包括Ran-GTP（GTP-bound Ran）、Ran-GDP（GDP-bound Ran）、Ran-GEF1（Ran-GTP-exchange factor 1）、Ran-BP1 （Ran-binding protein-1），Ran-BP2、Ran-GAP（Ran-GTP-activating protein）等。

Ran GTPase是小G蛋白家族的成員，可水解GTP為GDP，釋放出能量，參與Ran的生物學(xué)作用如核轉(zhuǎn)運(yùn)（nuclear transport）、微管星體形成、紡錘體裝配等。小G蛋白一般只有一個(gè)亞單位，為單聚體蛋白。GTP酶的活性也需其他因子調(diào)節(jié)，其功能與信號(hào)的傳遞、細(xì)胞生長(zhǎng)分化、蛋白質(zhì)合成、合成后加工及物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)等有密切關(guān)系。當(dāng)細(xì)胞處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，Ran蛋白主要存在于細(xì)胞核內(nèi)。小相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)自由進(jìn)出胞核內(nèi)，可以通過(guò)核孔復(fù)合物（nuclear pore complex，NPC）自由彌散作用完成物質(zhì)交換。

相反，相對(duì)分子質(zhì)量大于40000的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)位需通過(guò)核孔復(fù)合物進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸，該過(guò)程需要消耗能量，并具有分子選擇性的特點(diǎn)。NPC的相對(duì)分子質(zhì)量大約為124×106，跨越核膜，由100余種不同多肽所組成，這些多肽統(tǒng)稱(chēng)之為核孔蛋白（nucleoporin）。核蛋白輸入受體（nuclearprotein import receptor），包括輸入蛋白α（importin-α）和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（transportin）；銜接蛋白包括輸入蛋白β（importin $）和 snurportin、RP1-α。

輸入蛋白α核定位序列（nuclearlocation sequence，NLS），結(jié)合結(jié)構(gòu)域（NLS-binding domain）通過(guò)其中一個(gè)核定位序列來(lái)識(shí)別和結(jié)合蛋白質(zhì)，結(jié)合的蛋白質(zhì)隨輸入蛋白α一起進(jìn)入核內(nèi)。帶有NLS結(jié)構(gòu)蛋白（NLS-bearing protein）的轉(zhuǎn)位需要通過(guò)Ran的GTP酶與importin-α共同作用才能夠?qū)崿F(xiàn)。核孔復(fù)合物停泊在NLS結(jié)構(gòu)上，需通過(guò)importin β與伸到胞質(zhì)的其他核孔蛋白或纖維相互作用才能完成。Ran的GTP酶可由胞質(zhì)內(nèi)的 RanGAP（Ran GTPase activating protein）分子激活并調(diào)節(jié)其活性。Ran-GTPase中的 GTP可以被RCC1（regulator ofchromosome condensation）所置換，改變其活性，而RCC1僅存在于細(xì)胞核內(nèi)。所以，RanGTPase主要在核內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)。目前對(duì)核蛋白輸出和RNA的核輸出所知甚少，估計(jì)可能是通過(guò)上述類(lèi)似途徑進(jìn)行的。

Ran-GDP和Ran-GTP在胞質(zhì)和胞核之間循環(huán)，伴隨蛋白轉(zhuǎn)輸。除此之外還有其他功能：如最近發(fā)現(xiàn)，Ran GTPase在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程起著重要作用，因?yàn)?/span>Ran-結(jié)合蛋白（Ran binding protein，Ran-BP），如 RanBPM（Ran binding protein in microtubule organ-ziting center）定位在中心體上，而中心體是有絲分裂紡錘體的生長(zhǎng)點(diǎn)。體外使用非洲爪蟾屬的未受精卵細(xì)胞系統(tǒng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Ran 在不同形式的紡錘體形成中發(fā)揮作用。抗RCC1抗體（RCC1為 Ran GTP中GTP置換因子）能阻止微管星體和紡錘體形成，若加入大量Ran GTP可恢復(fù)上述結(jié)構(gòu)組裝。