双向性
由核孔复合体：结构可见，核孔在核膜内外存在不对称性，这也反映了核孔的双向性
双向性表现在
- 入：介导蛋白质的入核转运
- 出：介导 RNA, RNP的出核转运
Ran 蛋白机制
Ran 蛋白是驱动核孔运输方向性的因子，Ran 也是一种 G 蛋白
- 核质内存在 Ran GEF（交换因子），将 Ran-GDP 转化为 Ran-GTP
- 胞质内存在 Ran GAF（激活因子），可以激活 Ran GTP 水解酶活性，将 Ran-GTP 转化为 Ran-GDP
由于以上两个因子的定位，Ran-GTP/Ran-GDP 存在如下浓度梯度
- Ran-GTP：核中浓度高
- Ran-GDP：胞质中浓度高
Ran-GTP 可以与入核受体和出核受体结合，但功能不同
- 入核受体：结合后导致货物释放
- 出核受体：结合后稳定货物
入核过程
- 入核需要核定位信号的介导：入核转运受体识别 cargo 上的 NLS，与 cargo 结合
- 转运蛋白上存在FG 重复结合位点，可以穿过核孔
- 入核后受体与Ran-GTP结合，迫使受体与 cargo 分离，NLS不被切除
出核过程
- 出核受体识别蛋白的出核信号，在Ran-GTP的协助下与货物稳定结合
- 复合体出核，Ran-GTP 在 Ran GAP 的催化下转化为 Ran-GDP，与受体解聚，进而导致货物的释放
与入核不同，利用 NXF1/NXT1 可以实现 Ran 不依赖的出核转运
双功能性
核孔的双功能性体现在它：
- 既能介导被动运输（被动扩散+协助扩散）
- 又能介导主动运输，即本文的第一节双向性