核蛋白β-1； KPNB1

输入蛋白β-1

HGNC 批准的基因符号：KPNB1

细胞遗传学位置：17q21.32 基因组坐标（GRCh38）：17:47,649,919-47,685,505（来自 NCBI）

▼ 正文

蛋白质通过核孔复合体输入细胞核。具有核定位信号（NLS） 的细胞质蛋白与 输入蛋白-α（参见 600685）/输入蛋白-β 异二聚体结合。三聚体复合物对接至核孔复合物的细胞质外围，随后作为单个实体易位通过。输入反应通过 RAN（601179） 与 KPNB 的直接结合而终止，从而解离输入异二聚体。

▼ 克隆与表达

戈尔利希等人（1995）从爪蟾卵提取物中纯化了导入蛋白（输入蛋白-90）的90-kD亚基，并从内部肽中获得了188个氨基酸的部分蛋白质序列。利用部分氨基酸序列，他们从 HeLa 细胞 cDNA 文库中分离出了编码人类 输入蛋白-90（即 KPNB1）的 cDNA。预测的 876 个氨基酸的人 KPNB1 蛋白序列与 Xenopus 输入蛋白-90 的 188 个氨基酸的部分序列有 93% 的同一性。戈尔利希等人（1995） 表明非洲爪蟾 输入蛋白-60 和 输入蛋白-90 合作形成一种输入受体，可区分功能性 NLS 和非功能性 NLS，并选择性地将输入底物与核膜结合。 Chi 等人孤立地（1995） 鉴定了编码人 KPNB1 的 cDNA。根据体外翻译的 97-kD 产物，他们将其命名为蛋白质 p97。 Chi 等人使用针对牛 p97 的单克隆抗体（1995） 将 p97 定位于牛肾细胞的细胞质和核膜。这些作者发现重组人 p97 结合锌，并且核膜结合活性需要结合的金属离子。库泰等人（1997） 确定了 KPNB1 与 RAN、输入蛋白-α 和核孔复合体相互作用的区域。

▼ 基因功能

鸟苷三磷酸酶 Ran（601179） 可刺激有丝分裂爪蟾卵提取物中微管紫苑和纺锤体的组装。核有丝分裂器蛋白（NUMA；164009）的羧基末端区域是组织有丝分裂纺锤体极所需的核蛋白，模仿 Ran 诱导紫苑的能力。该 NUMA 片段还与 输入蛋白-β 发生特异性相互作用。维泽等人（2001） 表明 输入蛋白-β 是爪蟾卵提取物中微管 aster 组装的抑制剂，Ran 调节 输入蛋白-β 和 NUMA 之间的相互作用。因此，输入蛋白-β 将 NUMA 与 Ran 的监管联系起来。维泽等人（2001）得出的结论是，这表明类似的机制在有丝分裂期间调节间期期间的核输入和纺锤体组装。

脊髓性肌萎缩症患者的运动神经元（SMN1；600354）存活蛋白发生突变。 SMN 是 Sm 类小核核糖核蛋白（snRNP） 生物合成所需的多蛋白复合物的一部分。 Sm 核心结构域组装后，snRNP 通过 输入蛋白-β 转运至细胞核。 Sm snRNP 包含由 2,2,7-三甲基鸟苷（TMG） 帽和 Sm 核心组成的核定位信号（NLS）。 核内小核糖核蛋白输入蛋白-1（607902） 是识别 TMG 帽和 输入蛋白-β 的接头蛋白。纳拉亚南等人（2002） 报道了一种突变型 核内小核糖核蛋白输入蛋白 构建体，缺乏导入蛋白-β 结合（IBB） 结构域，但包含完整的 TMG 帽结合结构域，主要定位于细胞核，而全长 核内小核糖核蛋白输入蛋白 定位于细胞质。 核内小核糖核蛋白输入蛋白 与 SMN、Gemin3（606168）、Sm snRNP 和 输入蛋白-β 相互作用。在核糖核酸酶存在的情况下，与 SMN 和 Sm 蛋白的相互作用被消除，表明 snRNA 可能介导这种相互作用。细胞分级分离研究表明 核内小核糖核蛋白输入蛋白 优先与细胞质 SMN 复合物结合。此外，在 GST 下拉测定中，SMN 直接与 输入蛋白-β 相互作用，表明 SMN 复合物可能代表先前研究预测的 Sm 核心 NLS 受体。作者得出的结论是，在 Sm 蛋白组装之后，SMN 复合物可能会持续存在，直到细胞质 snRNP 成熟的最后阶段，并且可能为体细胞 RNP 提供替代的 NLS。

Kittler 等人使用核糖核酸内切酶制备的短干扰 RNA（esiRNA） 文库（2004） 鉴定了细胞分裂所需的 37 个基因，其中之一是 KPNB1。这 37 个基因包括几个剪接因子，敲低这些剪接因子会产生有丝分裂纺锤体缺陷。此外，还发现一种假定的核输出终止子可以在敲除后加速细胞增殖和有丝分裂进展。

考德隆等人（2005） 报道说，微管在细胞分裂过程中可重复地自组织所需的空间线索是由小鸟苷三磷酸酶（GTPase） Ran 和 输入蛋白-β 之间染色体介导的相互作用梯度提供的。这产生了活性梯度，决定了微管成核和染色体周围稳定性的空间分布，这对于微管自组织成双极纺锤体至关重要。

卡拉布等人（2006） 使用称为 Rango 的生物传感器，通过传统的荧光寿命显微镜检查了细胞中的 Ran-输入蛋白-β 系统，当 RanGTP 从 输入蛋白-β 释放时，该生物传感器会增加其荧光共振能量转移信号。 Rango 主要在有丝分裂细胞中游离，但在有丝分裂染色质周围进一步释放。体外实验和建模表明，游离货物的这种局部增加对应于足以稳定提取物中微管的 RanGTP 浓度的变化。在细胞中，Ran-输入蛋白-β-cargo 梯度在动力学上促进纺锤体形成，但一旦纺锤体建立，则在很大程度上是可有可无的。卡拉布等人（2006） 观察到 Ran 系统还影响体内纺锤体极的形成和染色体的聚集。卡拉布等人（2006） 得出的结论是，保守的 Ran 调节途径涉及纺锤体功能所需的多个并行过程，但它们的相对贡献在染色质驱动的纺锤体装配系统与中心体/着丝粒驱动的纺锤体装配系统中不同。

▼ 生化特征

晶体结构

贝利斯等人（2000）描述了 KPNB1 残基 1 至 442 和来自酵母 Nsp1 的 5 个串联 FxFG 核孔蛋白重复序列​​之间的复合物的晶体结构。

李等人（2003） 显示了与 SREBP2（600481） 活性形式复合的 输入蛋白-β 的晶体结构。 输入蛋白-β 使用像一双筷子一样的特征性长螺旋与 SREBP2 二聚体相互作用。 输入蛋白-β 改变其构象，在其表面结构上显示出伪 2 重对称性，从而使其能够容纳对称的二聚体分子。

为了为理解核进口的关键货物放行步骤提供基础，Lee 等人（2005） 展示了与 RanGTP 复合的全长酵母导入蛋白-β（Kap95） 的晶体结构（参见 602362）。李等人（2005） 确定了 RanGTP 开关 I 环与 Kap95 羧基末端拱结合的关键相互作用位点。这种相互作用产生了螺旋螺距的变化，将 Kap95 锁定在无法结合 输入蛋白-α（参见 600685）或货物的构象中。李等人（2005） 提出了 RanGTP 核输入复合物拆卸的变构机制。

▼ 测绘

通过荧光原位杂交，Ayala-Madrigal 等人（2000） 将 KPNB1 基因定位到染色体 17q21。通过 FISH，Matsuda 等人（1996） 将小鼠 Kpnb1 基因定位到 11D 染色体的近端。