open pdf file in web browser using c# : Adjusting page size in pdf software application dll windows html web page web forms IJBMB12040010-part356

The nuclear-pore complex of proteins 
In the eukaryotic cell, diverse molecular func-
tions such as DNA synthesis, RNA transcription 
and translation and protein processing, occur 
within distinct intracellular compartments. As a 
result, macromolecules that participate in these 
processes must be exchanged between these 
compartments. While small molecules (20-40 
kD) can passively diffuse across compartments, 
larger molecules, including most proteins and 
RNAs, are transported by signal- and energy-
dependent mechanisms [1].  
The site of active transport between the nucleus 
and the cytosol occurs at a multi-protein com-
plex called the nuclear pore complex (NPC, Fig-
ure 1) [1-3]. The NPC is composed of approxi-
mately 30 individual nucleoporins (Nups), with 
an approximate molecular mass of 125 MDa [4-
6]. The core structure is symmetrical, consisting 
of a spoke-ring component surrounding the cen-
tral-transporter. Short fiber-like structures ex-
tend from the NPC into the cytoplasm while bas-
ket-like structures extend into the nucleus [5, 
7]. Four transmembrane Nups that anchor the 
NPC in the double lipid bilayer of the nuclear 
envelope have been described in vertebrate 
cells [8-12]. Approximately 15 different struc-
tural Nups form subcomplexes that participate 
in the formation of the NPC building blocks, in-
cluding the nuclear basket and nuclear/
cytoplasmic rings. Ten additional Nups are rich 
in phenylalanine-glycine repeats that mediate 
the interaction of the NPC with soluble nuclear 
transport receptors [13-15]. Each NPC rapidly 
transports hundreds of macromolecules bidirec-
tionally [1]. A large number of proteins and ma-
Int J Biochem Mol Biol 2012;3(2):137-151
Review Article  
The CRM1 nuclear export protein in normal development 
and disease 
Kevin T Nguyen, Michael P Holloway, Rachel A Altura 
Department of Pediatrics, Division of Pediatric Hematology-Oncology, Hasbro Children’s Hospital and The Warren 
Alpert Medical School at Brown University, Providence, Rhode Island, USA 
Received April 12, 2012; accepted May 16, 2012; Epub May 18, 2012; Published June 15, 2012 
Abstract: CRM1 (Chromosomal Maintenance 1, also known as Exportin 1) is the major mammalian export protein that 
facilitates the transport of large macromolecules including RNA and protein across the nuclear membrane to the 
cytoplasm. The gene encoding CRM1 was originally identified in yeast as required to maintain higher order chromo-
some structure. In mammalian cells, CRM1 was found to bind several nuclear pore proteins hence its role in nuclear-
cytosolic transport was discovered. In addition to nuclear-cytosolic transport, CRM1 also plays a role in centrosome 
duplication and spindle assembly, especially in response to DNA damage. The crystal structure of CRM1 suggests a 
complex protein that binds the Ran protein bound to GTP, allowing for a conformational change that facilitates bind-
ing to different cargo proteins through a nuclear export signal (NES). Included in the cadre of cargo are multiple tumor 
suppressor and oncoproteins as p53, BRCA1, Survivin, NPM, and APC, which function in the nucleus to regulate tran-
scription or aid in chromosomal assembly and movement.  An imbalance in the cytosolic level of these proteins has 
been observed in cancer cells, resulting in either inactivation (tumor suppressor) or an excess of anti-apoptotic activ-
ity (oncoprotein). Thus, the concept of inhibiting CRM1 has been explored as a potential therapeutic intervention. 
Indeed, inhibition of CRM1 by a variety of small molecules that interfere with cargo-NES binding results in cancer cell 
death. Whether all of these proteins together are responsible for this phenotype or whether specific proteins are re-
quired for this effect is unclear at this time. 
Keywords: CRM1, nuclear pore complex, leptomycin B, p53, Survivin, APC, p27, NPM, BRCA1 
Adjusting page size in pdf - Compress reduce PDF size in, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
C# Code & .NET API to Compress & Decompress PDF Document
can pdf files be compressed; reduce pdf file size
Adjusting page size in pdf - VB.NET PDF File Compress Library: Compress reduce PDF size in, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
VB.NET PDF Document Compression and Decompression Control SDK
pdf change font size; can a pdf file be compressed
CRM1 nuclear export  
138                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
ture snRNP particles are actively imported into 
the nucleus [1, 16], while export cargoes in-
clude proteins, mRNA, rRNA,  tRNA, and snRNAs 
In most cases, energy-dependent, signal-
mediated nuclear import and export involves 
nucleocytoplasmic shuttling receptors, which 
bind to their cargoes either directly or via adap-
tor molecules [1, 16, 18]. They are called im-
portins or exportins, depending on the major 
direction of cargo transport, or collectively kary-
opherins [19]. After cargo molecules interact 
with their cognate receptors in the originating 
compartment, the transport complexes undergo 
stepwise translocation through the NPC to the 
destination compartment, whereupon the cargo 
dissociates from the receptor and the latter is 
recycled. Several different classes of transport 
signals have been described for nuclear import 
(nuclear localization signals, or NLS) and export 
(nuclear export signals, or NES). A “classical” 
NLS is composed of a short amino acid se-
quence enriched in basic amino acids that inter-
acts with an import receptor consisting of an 
importin β and importin α heterodimer. A com-
mon type of NES is a short peptide segment 
enriched in leucine residues [20], which inter-
acts directly with the nuclear export receptor 
CRM1/Exportin 1 [21-23]. 
The small GTPase Ran, which shuttles between 
the nucleus and the cytoplasm, plays a key role 
Figure 1. Model of the mammalian nuclear pore complex (NPC). The NPC is composed of nuclear pore proteins 
(Nups) surrounding a channel with a central transporter. The cytoplasmic fibrils and the nuclear basket assist in NES/
NLS recognition and protein anchoring. Nuclear import is mediated by an importin bound to Ran-GDP. Nuclear export 
is mediated by the CRM1/Exportin 1 receptor bound to Ran-GTP.  
C# PDF copy, paste image Library: copy, paste, cut PDF images in
one. Easy to zoom and crop image for adjusting image size. Besides C#.NET Project DLLs: Copy, Paste, Cut Image in PDF Page. In
pdf page size limit; change font size pdf fillable form
VB.NET Image: Generate GS1-128/EAN-128 Barcode on Image & Document
width & height and four margin size in a EAN-128 barcode on multi-page TIFF/PDF/Word documents such as removing the document noise, adjusting page color mode
best pdf compression; pdf page size may not be reduced
CRM1 nuclear export  
139                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
in determining the directionality of nuclear 
transport [24, 25]. Many importin β nuclear 
transport receptors are RanGTP (Ran com-
plexed with GTP) binding proteins [26]. The 
binding of RanGTP has distinct effects on import 
and export receptors. RanGTP dissociates cargo 
from nuclear import receptors [27, 28], while it 
promotes the association of cargo with nuclear 
export receptors [29-31]. Since the GTPase-
activating protein for Ran (RanGAP) [32, 33] is 
sequestered in the cytoplasm and its guanine 
nucleotide exchange factor (RCC1) is restricted 
to the nucleus [34], most nuclear Ran is in the 
GTP-bound form, while most cytoplasmic Ran is 
in the GDP-bound form. Thus, the nucleocyto-
plasmic compartmentalization of Ran effectors 
in cells and the resulting asymmetric distribu-
tion of RanGTP are important for the loading 
and unloading of nuclear transport receptors in 
the nucleus.  
The CRM1 mammalian export protein 
The crm1 (chromosome region maintenance) 
gene was originally cloned in yeast after it was 
identified in a screen for genes essential for 
maintaining higher-order chromosome structure 
[23, 35]. Cold-sensitive (cs) crm1+ mutants of 
the fission yeast Schizosaccharomyces pombe 
resulted in deformed nuclear domains 
(abnormal chromosomal structures) at the re-
strictive temperature [35]. The crm1+ gene en-
codes a 115-kD protein that preferentially local-
izes to the nucleus and the nucleocytoplasmic 
junction and was originally found to interact 
with the AP-1 like transcription factor, pap1 
[35]. Mutations in the fission yeast crm1 gene 
led to upregulation of pap1 [36] and function-
ally to a multidrug resistance phenotype, includ-
ing resistance to caffeine and the anti-fungal 
agent leptomycin B [37-39]. A mechanism for 
these effects became apparent when the nu-
clear export function of CRM1 was discovered 
Human CRM1/Exportin 1 was originally cloned 
as a 112 kDa protein that interacted with at 
least two proteins associated with the human 
nuclear pore complex, the nucleoporins CAN/
Nup214 and Nup88 [21, 41, 42]. Yeast two 
hybrid assays demonstrated interactions be-
tween CRM1 and several nucleoporins, as well 
as Rev and Ran proteins [43, 44]. Human 
CRM1 was subsequently identified as the hu-
man homolog of S. cerevisiae crm1 (47% iden-
tity 67% similarity) and to the S. pombe homo-
logue (52% identity, 69% similarity). Further 
analysis revealed that the N-terminus of hCRM1 
shared significant homology to that of importin 
β [42]. Cross-species comparison of the CRM1 
protein sequence and structure indicates signifi-
cant homology from yeast to humans (Figure 2). 
The initial understanding of CRM1-mediated 
nuclear export mechanisms was greatly influ-
enced by studies of the HIV-1 protein Rev [45]. 
The role of this protein in the viral life-cycle is to 
recognize and promote the export of unspliced 
and partially spliced viral RNAs. Rev and the 
protein kinase inhibitor (PKI) of cAMP-
dependent protein kinase (cAPK) are the first 
proteins in which a NES was identified [46, 47]. 
Studies of the Rev NES led to independent iden-
tification of CRM1/Exportin 1. CRM1 was subse-
quently found to export a very broad range of 
substrates (4, 5, 7-11). 
CRM1 crystal structure  
The mouse and human CRM1 crystal structures 
were independently solved by two groups of 
investigators in a complex with the cargo pro-
tein snurportin 1 (SPN1). SPN1 is an import 
adapter protein that assists in transporting ma-
ture m3G-capped spliceosomal small nuclear 
ribonucleoproteins (snRNPs) into nuclei during 
their biogenesis [48]. To mediate import cycles, 
SPN1 is returned to the cytoplasm by CRM1 
[49]. The crystal structure of the CRM1 complex 
confirmed prior protein sequence analyses and 
showed 20 HEAT repeats, each of which in-
cluded two anti-parallel helices (A and B) lining 
the convex and concave sides of the protein 
(Figure 3) [50, 51]. In the complex, the CRM1 
protein is bent to a distorted toroid structure, 
with HEAT 21 touching helices 2B and 5A, as 
well as the loop between HEATs 4 and 5. 
RanGTP is enclosed inside the toroid and stabi-
lizes the ring closure through its multiple con-
tacts. In contrast to other structural interactions 
with importin-β [52-54], the cargo protein SPN1 
is not enveloped by CRM1 but rests outside of 
the CRM1 toroid. Further structural studies 
showed that CRM1 uses the same hydrophobic 
binding pocket for its interaction with different 
cargos, forcing NES peptide sequences to adapt 
their conformation to the rigid binding-site on 
CRM1 [55]. Depending on the spacing of key 
hydrophobic residues, the affinities of NES-
containing cargos for their cognate receptor 
C# Image: Zoom Image and Document Page in C#.NET Web Viewer
is designed to help developer view source image or document page by adjusting the target file enlarge or reduce the source file until the file size fits the
change page size of pdf document; change font size in pdf text box
VB.NET Excel: VB Methods to Set and Customize Excel Rendering
we treat every single Excel spreadsheet as a page in our VB the fixed image size ration that the size is limited Thus, when VB.NET users are adjusting the image
pdf file size limit; best pdf compressor online
CRM1 nuclear export  
140                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
CRM1 can vary dramatically, with low-affinity 
cargos prevailing [56, 57]. Weak affinities seem 
to be important for efficient disassembly of ex-
port complexes on the cytoplasmic side of the 
NPC [58]. Furthermore, they prevent cargos 
from binding to CRM1 in the cytoplasm in the 
absence of RanGTP [56]. Another level of regu-
lation of cargo binding to CRM1 appears to be 
the available concentration of CRM1 which is 
rate-limiting for export [59]. 
Expression and function of CRM1 in normal 
Regulation of the gastrula-neurula transition 
Developmental expression and function for 
CRM1 in higher eukaryotes has been explored 
genetically. In Xenopus, the CRM1-encoding 
mRNA is maternally expressed and is present 
throughout early development, which corre-
Figure 2. The central conserved domain (CCR) of CRM1 from six disparate species was aligned by ClustalW [149] and 
the results presented by PRALINE [150]. The part of the alignment containing the human Cys-528 residue that cova-
lently binds to leptomycin B is marked by a box at 562 on the alignment number scale. Note that species that are 
leptomycin B resistant (here represented by Saccharomyces cerevisiae and Neurospora crassa) lack the cysteine at 
this position. 
View Images & Documents in Web Image Viewer | Online Tutorials
control add-on offers developers three different APIs for adjusting image viewing size. developers to adjust the width of current displayed page to the
pdf text box font size; change font size on pdf text box
VB.NET Image: Image Resizer Control SDK to Resize Picture & Photo
VB.NET Code for Adjusting Image Size. In order to We are dedicated to provide powerful & profession imaging controls, PDF document, image to pdf files and
pdf form change font size; .pdf printing in thumbnail size
CRM1 nuclear export  
141                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
sponds with its constitutive protein expression 
[60]. XCRM1 localized within the nucleus, both 
before and during the gastrula stage. A specific 
nuclear membrane associated localization 
(‘adult-type’) CRM1 was observed beginning at 
the time of the neurula stage and CRM1 was 
unable to recognize the NES until this time pe-
riod. In functional studies, XCRM1 RNA microin-
jections into stage 1 embryos showed arrested 
development before, during or just after the 
neurula stage, followed by death of the develop-
ing embryo, supporting a conclusion that unpro-
grammed activity of CRM1 greatly impairs nor-
mal Xenopus development and that the GNT is 
a critical period for its activity. Treatment of the 
embryos with the anti-fungal CRM1 inhibitor 
leptomycin B blocked development at the neu-
rula stage, again suggesting that CRM1 is es-
sential for procession through this stage and 
that inhibition of CRM1 activity does not affect 
normal development before this time [60]. 
Therefore, the intranuclear localization of CRM1 
is under a developmentally controlled process 
and the GNT appears as an important period in 
the regulation of CRM1 activity during early 
Xenopus development. 
Regulation of larval progression 
In Drosophila, a screen for expressed se-
quences in chromosomal region 29C led to the 
isolation of a class of cDNAs encoding a poly-
peptide [61] with strong homology to the S. 
pombe crm1 protein [35]. Although originally 
named crm1 [62], the drosophila homolog was 
renamed embargoed (emb) to reflect the nu-
clear export defects observed in the emb mu-
tant flies [61]. The emb transcript was ubiqui-
tously expressed at all stages of embryonic de-
velopment. Specific tissues in which expression 
was relatively high were brain, hind gut, and 
posterior spiracles shortly before dorsal closure 
and the ventral nerve cord, midgut, and somatic 
musculature shortly after dorsal closure [61]. In 
each case, emb expression levels increased 
when the tissue was mature, suggesting that it 
is required for the maintenance of these tissues 
rather than for their formation. Hemizygous emb 
flies showed an arrest in larval development at 
the transition from the second to third instar 
Figure 3. A. Crystal structure of CRM1, snurportin1 and RanGTP. The heat repeat anti-parallel alpha helices are in 
red, RanGTP is in yellow, and snurportin is in green. B. A portion of the crystal structure image of CRM1, snurportin1 
and RanGTP highlighting the alpha helix containing Cys-528 and the hydrophobic cleft that binds a cargo protein’s 
NES domain. The blue circle marks the position of the Cys-528 residue. The green backbone represents the amino 
terminal end of SNP1 which contains the NES domain of the protein. Image adapted from the RCSB PDB 
( of PDB ID 3GJX [50]. 
VB.NET Image: How to Process & Edit Image Using VB.NET Image
vintage effect creating, image color adjusting and image VB.NET image editor control SDK online tutorial page. functions into several small-size libraries that
change font size in pdf comment box; change font size in pdf file
C# Image: How to Add Customized Web Viewer Command in C#.NET
Able to adjust the displaying image size and style button for deleting an existing page from web other options for you, such as adjusting toolbar, controlling
change pdf page size; change page size pdf
CRM1 nuclear export  
142                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
stage [61]. 
Regulation of centrosome duplication and 
spindle assembly 
The centrosome is the principal microtubule-
organizing centre of mammalian cells, and func-
tions to direct the assembly of a bipolar spindle 
during mitosis [63, 64]. Centrosome duplication 
is initiated at the G1/S boundary and is com-
pleted at S phase of the cell cycle, which coin-
cides with DNA replication. Over the last decade 
several proteins that require CRM1 for their 
activity have been implicated in the regulation 
of centrosome duplication. These studies pro-
vide evidence of functions for CRM1 beyond 
nuclear-cytoplasmic shuttling. 
Nucleophosmin (NPM) is a centrosome-
associated protein that is dependent on CRM1 
for its nuclear-cytoplasmic shuttling during the 
cell cycle [65]. Mutation within the NES in NPM 
or disruption of CRM1 function by addition of 
leptomycin B, results in the dissociation of NPM 
from centrosomes and the initiation of prema-
ture centrosome duplication in addition to its 
effects on nuclear-cytoplasmic transport [65].  
NPM is also a tumor suppressor protein in mice 
that likely serves the same functions in humans. 
This hypothesis is supported by the existance of 
NPM-associated chromosomal translocations as 
well as aberrant cytoplasmic protein expression 
in several hematologic malignancies [66-69]. 
The mechanism of NPM tumor suppressor func-
tion is likely to be controlled by its association 
with CRM1. 
The breast and ovarian cancer susceptibility 
protein 1 (BRCA1) is a tumor suppressor protein 
encoded by a gene that when mutated is a risk 
factor for the development of breast and ovar-
ian cancer [70-72]. BRCA1 regulates the DNA 
damage response and functions in the nucleus 
to stimulate DNA repair and at centrosomes to 
inhibit centrosome duplication after DNA dam-
age [73-75]. At the centrosome, BRCA1 binds 
and ubiquitinates γ-tubulin which controls cen-
trosome amplification and microtubule nuclea-
tion [76]. Inactivation of CRM1 impairs BRCA1 
centrosome localization and mutation of the 
BRCA1 NES blocks BRCA1 regulation of centro-
some amplification [77], suggesting that its in-
teraction with CRM1 is essential for its function 
as a centrosome DNA damage checkpoint pro-
CRM1 can only bind to the undimerized form of 
BRCA1, as the NES is a core part of the binding 
domain used in heterodimerization of BRCA1 
with its partner protein BARD1. Both BRCA1 and 
BARD1 NES become masked upon heterodimer 
formation [78]. A hypothesis based on these 
findings suggests that the ability of CRM1 to 
drive BRCA1, BARD1, and several BRCA1-
BARD1 substrates, to the centrosome increases 
the proteins’ proximity to one another, driving 
BRCA1-BARD1 dimer formation to catalyze ubiq-
uitination of downstream substrates that are 
required to regulate centrosome amplification 
during the DNA damage response [77].  
CRM1-mediated export of cancer proteins 
An increasingly large number of cancer-
associated proteins that shuttle into and out of 
the cell nucleus, as tumor suppressor and onco-
genic proteins, require CRM1 for their nuclear 
exit (recently reviewed in [79]). Interestingly, 
mutations and/or dysregulation of such proteins 
in cancer cells, including BRCA1, p53, p27, and 
APC can lead to an aberrant high level of ex-
pression within the cytosol which disables them 
from performing their normal functions within 
the nucleus. We review here four proteins with 
distinct roles in cancer cells that are dependent 
on CRM1-mediated nuclear export. 
Survivin is a bifunctional protein involved with 
regulating cell division when expressed in the 
nucleus and controlling apoptotic pathways 
when expressed in the cytoplasm [80, 81]. The 
smallest member (16.5kDa) of the inhibitor-of-
apoptosis protein family (IAP), survivin is be-
lieved to exist predominantly as a homodimer 
[82, 83]. Survivin export from the nucleus to the 
cytoplasm is mediated by the CRM1/Ran-GTP 
axis [84-86]. Survivin contains two amino acid 
sequences involved with its nuclear export: the 
first is the leucine-rich NES located in the linker 
region between the N-terminus and BIR do-
mains of the survivin homodimer and the sec-
ond is a non-classical sequence in the C-
terminus [85, 87]. The central NES is partially 
VB.NET Image: VB.NET Rectangle Annotation Imaging Control
New RectangleAnnotation() ' set annotation size obj.X rectangle annotation by adjusting annotation properties profession imaging controls, PDF document, image
change file size of pdf document; change font size pdf form reader
VB.NET PDF: How to Create Watermark on PDF Document within
add text or image as a watermark on PDF page using VB be used as a text watermark; Support adjusting text font style in VB class, like text size and color;
pdf file size; best way to compress pdf files
CRM1 nuclear export  
143                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
masked by the homodimer interface and is 
therefore primarily active when survivin is a 
monomer. The monomeric configuration of sur-
vivin can be induced by HDAC6-mediated 
deacetylation at lysine 129 [88, 89]. Upon inter-
ruption of the CRM1/Ran-GTP axis via disrup-
tion of the Ran-GTP gradient or by leptomycin B, 
survivin localizes to the nucleus, a process that 
thus far is thought to occur by passive diffusion 
as no classical NLS exists within the protein.  
In the nucleus, survivin is primarily associated 
with the chromosome passenger complex (CPC), 
a core complex of proteins including Borealin, 
Aurora B kinase, INCENP and survivin, involved 
in ensuring the correct attachment between the 
centromere and the mitotic spindle, among 
other related checkpoint regulation pathways of 
mitosis [90, 91]. CRM1 is a necessary effector 
in co-localizing the CPC with the centromere 
during G2/M phase of the cell cycle by interact-
ing with survivin [84, 85]. While not essential in 
CPC function or anchoring, CRM1 is required as 
a transient transporter of the CPC to the centro-
mere [84, 92]. Aurora B kinase also accesses 
the CRM1-dependent nuclear export pathway 
for nucleocytoplasmic localization in a manner 
very similar to the survivin-CRM1 interaction - by 
interacting with the non-catalytic N-terminal 
domain of Aurora B [93, 94]. Mutational studies 
demonstrated that CRM1 interacts with the CPC 
through the NES of survivin [84]. The nuclear 
survivin-CRM1 interaction, independently of the 
CPC, may also negatively regulate transcription 
factors, such as oncogenic STAT3 [88]. 
In the cytoplasm, survivin exercises its cytopro-
tective function by actively inhibiting apoptotic 
pathways, to prolong cell life [95, 96]. Many 
studies have shown that survivin is both upregu-
lated and localized in the cytoplasm of cancer 
cells [97, 98]; its nuclear export required for its 
anti-apoptotic and tumor-promoting function 
[99, 100]. Experiments disrupting the survivin 
NES sequence or CRM1 function in cancer cells 
result in nuclear localization of survivin, which 
increases the susceptibility of these cells to con-
ventional chemotherapy and radiation treat-
ment. The withdrawal of survivin by the collapse 
of the CRM1/Ran GTP axis followed by ubiquitin
-proteasome degradation indicates an active 
regulatory mechanism that promotes cell death 
progression [100].  
A variety of human splice variants for survivin 
exist, though not all isoforms are uniformly pre-
sent or unambiguous [101, 102]. The NES is 
present in the canonical survivin, survivin2B, 
and survivin3B, but not in survivinDEx3 or sur-
vivin2α [103]. Though currently still ill-defined in 
vivo, expression of these isoforms has been 
suggested to correlate with certain disease 
models and clinical outcomes for cancer pa-
The Cdk inhibitor p27 is an important regulator 
of G1 progression in normal cells. It is highly 
expressed in G0, where it binds tightly and in-
hibits cyclin E-Cdk 2 [104-106]. In mid-G1, p27 
also plays a role in the assembly and nuclear 
import of D-type cyclin-Cdk complexes [107]. 
p27 levels are regulated by translational con-
trols and by proteolysis, and decrease as cells 
progress from G1 to S phase [108, 109]. De-
tectable p27 is exclusively nuclear in G0 and 
early G1, with a transient appearance in both 
the nucleus and cytoplasm as cells progress 
through G1, before its disappearance in late S 
phase [110]. The dramatic increase in p27-
CRM1 binding during G1 progression and the 
transient appearance of cytosolic p27 at the 
G1/S transition suggested a link between nu-
clear export of p27 and its degradation [110]. 
The timing of the cellular p27-CRM1 interaction 
and the observation that p27 is exported more 
rapidly from G1 nuclei than from G0 nuclei sug-
gested that p27, the CRM1-Ran-GTP export ma-
chinery, or both may undergo periodic post-
translational changes to facilitate p27 export in 
early G1. The phosphorylation status of serine 
10 (S10) critically regulates p27-CRM1 binding 
and export [111-113].
p27 was demonstrated to be a tumor suppres-
sor protein in mice after its genetic deletion led 
to multi-organ hyperplasia, increased body size 
and susceptibility to carcinogen-induced tumors 
[114, 115]. In contrast to other tumor suppres-
sors however, mutation or deletion of p27 is 
rare in human cancers. Instead, deregulated 
receptor tyrosine kinases are believed to acti-
vate Src/BCR-ABL and Ras/MEK/MAPK, or 
PI3K/AKT signaling which induce p27 loss or 
subcellular mislocalization, respectively [116, 
117]. Interestingly, when p27 localizes in the 
nucleus it inhibits proliferation however when 
expressed in the cytosol it promotes cytoskele-
ton remodeling, suggesting a potential mecha-
CRM1 nuclear export  
144                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
nism for tumor promotion if the balance be-
tween its expression in the nucleus and cytosol 
was tipped toward increased cytosolic levels. 
Indeed, downregulation of p27 within the nu-
cleus or its mislocalization to the cytosol consis-
tently correlate with poor prognosis of several 
different cancers [117]. In one example in 
breast tumors, progressive p27 loss within cell 
nuclei has been observed during the histopa-
thological progression of neoplasia from benign 
to in situ and invasive cancers and reduced nu-
clear p27 levels has been shown to be an inde-
pendent prognostic indicator of disease relapse 
or death [118-120]. 
A master regulator of the cell cycle and of ge-
nomic integrity, p53 is a tumor suppressor pro-
tein required for homeostasis of mammalian 
cells [121, 122]. When activated, p53 initiates 
several signaling pathways to arrest cell cycle 
progression, to repair DNA damage, and if nec-
essary, to induce apoptosis. Approximately 50% 
of malignant tumors express mutant forms of 
p53 or have a genetic deletion of the p53 gene 
[123]. p53 activity is highly dependent on its 
subcellular localization to the nucleus, which is 
regulated primarily by the CRM1 nuclear export 
pathway [124, 125]. Interestingly, p53 and 
CRM1 are involved in a reciprocal regulatory 
loop. While nuclear p53 can repress CRM1 tran-
scription [126], increased levels of CRM1 can 
promote p53 mislocalization and dysfunction, 
as occurs in some cancer cells [127].  
In normal cells, p53 is detectable at low-levels, 
as it is tightly regulated by proteasome-
mediated degradation and sequestration in the 
cytosol [125]. Both processes are mediated by 
one of two NES in p53: one located in the N-
terminal region and one in the C-terminal region 
[128, 129]. A number of accessory proteins also 
use these latter regions to regulate p53 activity 
and its subcellular localization, including 
MDM2, PARP-1, and HPV-18 E6 [130, 131].  
The tumor suppressor adenomatous polyposis 
coli (APC) is a large protein with minimal se-
quence homology to other known proteins 
[132]. Truncating mutations in the Apc gene 
represents an early step in the progression of 
the majority of colorectal cancers, including in-
herited and sporadic cases [133-135]. While 
the mechanisms of these mutations in tumori-
genesis are not fully understood, the best docu-
mented function of APC is to oppose a Wnt sig-
nal by targeting β-catenin for proteasome-
mediated degradation in the cytoplasm.  
A major component of the Wnt signaling path-
way, β-catenin is a transcription cofactor that 
functions in the nucleus [136]. In normal cells, 
APC regulates the levels of β-catenin by promot-
ing its nuclear export through binding to CRM1 
[137, 138]. Once exported, APC is degraded in 
the cytoplasm through the proteolysis pathway. 
This process is mediated by a complex of pro-
teins, including APC, β-catenin and the scaffold-
ing protein Axin. Together, the complex pro-
motes GSK-3β phosphorylation of β-catenin, 
targeting it for degradation. APC has been 
viewed as a “chaperone” protein for β-catenin, 
essential for its nuclear export; however, recent 
studies also suggest that β-catenin can engage 
in nuclear-cytoplasmic shuttling independent of 
APC and CRM1[139]. 
The APC protein has five different nuclear export 
signals, two N-terminal Rev-type NESs (NES1 
and NES2) and three non-functional central 
signals that are deleted in the APC mutant pro-
teins [137, 138, 140]. Of these, NES1 has the 
strongest signal and is the only sequence that is 
not truncated in the APC mutant forms. Trun-
cated forms of human APC do accumulate in 
the nucleus following leptomycin B-treatment of 
colorectal cancer cell lines, suggesting that the 
nuclear-cytoplasmic shuttling ability of APC is 
not lost in some colorectal cancer cells. While 
the dynamic nuclear-cytoplasmic shuttling of 
APC has been suggested to be directly involved 
in mediating intracellular cell signaling through 
unknown means, APC tumor suppressor func-
tion is primarily recognized as a regulator of β-
catenin [141]. 
Immunohistochemical studies using human 
colon tissue support a role for nuclear APC ex-
pression in human tumor suppression [135, 
142]. While the mutant, truncated APC protein 
remained strongly nuclear in colon polyps [143], 
the frequency of APC expression within the cyto-
plasm increased with progression towards ma-
lignant tumors, with 60% of colon carcinomas 
showing cytoplasmic APC expression compared 
to only 4% of normal colon tissues [143]. This 
finding suggests that without the ability to local-
CRM1 nuclear export  
145                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
ize to the nucleus, APC is unable to maintain its 
regulatory tumor suppressor role. 
Inhibiting CRM1 function 
As many tumor suppressors and oncoproteins 
use CRM1 for their nuclear export and these 
proteins lose their normal function once they 
have exited the nucleus, leaving the cancer or 
pre-cancer cell vulnerable to constitutive growth 
factor and pro-survival signals, many efforts 
have been expended towards the development 
of compounds that inhibit CRM1 activity. Sev-
eral of these drugs were recently discussed in 
an excellent review [79] therefore we will briefly 
mention two classes of these agents here. 
Leptomycin B (LMB) was originally isolated as 
an antifungal antibiotic from a Streptomyces 
strain [144]. In mammalian cells, LMB resulted 
in cell cycle arrest at both G1 and G2 phases of 
the cell cycle. Upon removal of the drug, cell 
cycle analysis showed cells that had bypassed 
mitosis and become tetraploid [145]. The LMB 
resistance gene was identified to be a mutant of 
the CRM1 gene. Analyses of the mutant strongly 
suggested that the CRM1 protein was the mo-
lecular target of LMB [37]. 
LMB covalently binds to a single cysteine resi-
due (Cys-528 in human) to inactivate CRM1 by 
a Michael-type addition [146]. Cys-528 is lo-
cated in a central conserved region (CCR) and is 
conserved in LMB-sensitive organisms [146] 
(Figure 2). Crystal structure studies of the 
hCRM1 protein confirm that Cys-528 is located 
within a hydrophobic cleft, which explains why 
LMB-modified CRM1 cannot bind export car-
goes that rely on this cleft [50, 51] (Figure 3). 
LMB is believed to compete with the NES for 
RanGTP-dependent formation of a stable CRM1-
NES complex. LMB may also prevent the physi-
cal movement required for the required confor-
mational change in CRM1by disrupting a hydro-
gen bond caused by selective alkylation at the 
cysteine residue, which is important for the CCR 
Although LMB was a potent inhibitor of CRM1 
and an effective cell death agent in multiple 
cancer cell types in vitro, it failed clinical trials in 
patients due to its toxicity. Therefore, several 
additional agents are currently in the process of 
development. One such class of agents is the 
Selective Inhibitors of Nuclear Export (SINE, KPT 
compounds) developed by Karyopharm Thera-
peutics, Inc. These are oral small molecule in-
hibitors which use a similar mechanism as LMB 
of irreversible binding to CRM1 through Cys-
528. Thus far, these agents are well-tolerated in 
several small and large animal models and are 
scheduled to enter human clinical trials within 
the next year [147, 148]. 
This work was supported by: NIH NIMGS GRANT 
# 8P20GM103421-09 (formerly 
Address correspondence to: Dr. Rachel A Altura, De-
partment of Pediatrics, Hasbro Children’s Hospital, 
593 Eddy Street, Providence RI 02903, USA. E-mail: 
[1] Gorlich D and Mattaj IW. Nucleocytoplasmic 
transport. Science 1996; 271: 1513-1518. 
[2] Pante N and Aebi U. Toward the molecular de-
tails of the nuclear pore complex. J Struct Biol 
1994; 113: 179-189. 
[3] Simos G and Hurt EC. Nucleocytoplasmic trans-
port: factors and mechanisms. FEBS Lett 1995; 
369: 107-112. 
[4] Rout MP and Wente SR. Pores for thought: 
nuclear pore complex proteins. Trends Cell Biol 
1994; 4: 357-365. 
[5] Goldberg MW and Allen TD. Structural and func-
tional organization of the nuclear envelope. 
Curr Opin Cell Biol 1995; 7: 301-309. 
[6] Doye V and Hurt E. From nucleoporins to nu-
clear pore complexes. Curr Opin Cell Biol 1997; 
9: 401-411. 
[7] Davis LI. The nuclear pore complex. Annu Rev 
Biochem 1995; 64: 865-896. 
[8] Chadrin A, Hess B, San Roman M, Gatti X, 
Lombard B, Loew D, Barral Y, Palancade B and 
Doye V. Pom33, a novel transmembrane nu-
cleoporin required for proper nuclear pore com-
plex distribution. J Cell Biol 2010; 189: 795-
[9] Gerace L, Ottaviano Y and Kondor-Koch C. Iden-
tification of a major polypeptide of the nuclear 
pore complex. J Cell Biol 1982; 95: 826-837. 
[10] Hallberg E, Wozniak RW and Blobel G. An inte-
gral membrane protein of the pore membrane 
domain of the nuclear envelope contains a 
nucleoporin-like region. J Cell Biol 1993; 122: 
[11] Mansfeld J, Guttinger S, Hawryluk-Gara LA, 
Pante N, Mall M, Galy V, Haselmann U, Muhl-
hausser P, Wozniak RW, Mattaj IW, Kutay U and 
Antonin W. The conserved transmembrane 
nucleoporin NDC1 is required for nuclear pore 
CRM1 nuclear export  
146                                                                                                   Int J Biochem Mol Biol 2012:3(2):137-151 
complex assembly in vertebrate cells. Mol Cell 
2006; 22: 93-103. 
[12] Stavru F, Hulsmann BB, Spang A, Hartmann E, 
Cordes VC and Gorlich D. NDC1: a crucial mem-
brane-integral nucleoporin of metazoan nuclear 
pore complexes. J Cell Biol 2006; 173: 509-
[13] Terry LJ and Wente SR. Flexible gates: dynamic 
topologies and functions for FG nucleoporins in 
nucleocytoplasmic transport. Eukaryot Cell 
2009; 8: 1814-1827. 
[14] Walde S and Kehlenbach RH. The Part and the 
Whole: functions of nucleoporins in nucleocyto-
plasmic transport. Trends Cell Biol 2010; 20: 
[15] Wente SR and Rout MP. The nuclear pore com-
plex and nuclear transport. Cold Spring Harb 
Perspect Biol 2010; 2: a000562. 
[16] Nigg EA. Nucleocytoplasmic transport: signals, 
mechanisms and regulation. Nature 1997; 
386: 779-787. 
[17] Izaurralde E, Lewis J, Gamberi C, Jarmolowski 
A, McGuigan C and Mattaj IW. A cap-binding 
protein complex mediating U snRNA export. 
Nature 1995; 376: 709-712. 
[18] Mattaj IW and Englmeier L. Nucleocytoplasmic 
transport: the soluble phase. Annu Rev Bio-
chem 1998; 67: 265-306. 
[19] Fried H and Kutay U. Nucleocytoplasmic trans-
port: taking an inventory. Cell Mol Life Sci 
2003; 60: 1659-1688. 
[20] Gerace L. Nuclear export signals and the fast 
track to the cytoplasm. Cell 1995; 82: 341-
[21] Fornerod M, Ohno M, Yoshida M and Mattaj IW. 
CRM1 is an export receptor for leucine-rich 
nuclear export signals. Cell 1997; 90: 1051-
[22] Fukuda M, Asano S, Nakamura T, Adachi M, 
Yoshida M, Yanagida M and Nishida E. CRM1 is 
responsible for intracellular transport mediated 
by the nuclear export signal. Nature 1997; 390: 
[23] Stade K, Ford CS, Guthrie C and Weis K. Ex-
portin 1 (Crm1p) is an essential nuclear export 
factor. Cell 1997; 90: 1041-1050. 
[24] Melchior F and Gerace L. Two-way trafficking 
with Ran. Trends Cell Biol 1998; 8: 175-179. 
[25] Moore MS. Ran and nuclear transport. J Biol 
Chem 1998; 273: 22857-22860. 
[26] Wozniak RW, Rout MP and Aitchison JD. Karyo-
pherins and kissing cousins. Trends Cell Biol 
1998; 8: 184-188. 
[27] Rexach M and Blobel G. Protein import into 
nuclei: association and dissociation reactions 
involving transport substrate, transport factors, 
and nucleoporins. Cell 1995; 83: 683-692. 
[28] Izaurralde E, Kutay U, von Kobbe C, Mattaj IW 
and Gorlich D. The asymmetric distribution of 
the constituents of the Ran system is essential 
for transport into and out of the nucleus. EMBO 
J 1997; 16: 6535-6547. 
[29] Kutay U, Bischoff FR, Kostka S, Kraft R and 
Gorlich D. Export of importin alpha from the 
nucleus is mediated by a specific nuclear trans-
port factor. Cell 1997; 90: 1061-1071. 
[30] Kutay U, Izaurralde E, Bischoff FR, Mattaj IW 
and Gorlich D. Dominant-negative mutants of 
importin-beta block multiple pathways of import 
and export through the nuclear pore complex. 
EMBO J 1997; 16: 1153-1163. 
[31] Arts GJ, Kuersten S, Romby P, Ehresmann B 
and Mattaj IW. The role of exportin-t in selective 
nuclear export of mature tRNAs. EMBO J 1998; 
17: 7430-7441. 
[32] Coutavas E, Ren M, Oppenheim JD, D'Eustachio 
P and Rush MG. Characterization of proteins 
that interact with the cell-cycle regulatory pro-
tein Ran/TC4. Nature 1993; 366: 585-587. 
[33] Bischoff FR, Krebber H, Smirnova E, Dong W 
and Ponstingl H. Co-activation of RanGTPase 
and inhibition of GTP dissociation by Ran-GTP 
binding protein RanBP1. EMBO J 1995; 14: 
[34] Ohtsubo M, Okazaki H and Nishimoto T. The 
RCC1 protein, a regulator for the onset of chro-
mosome condensation locates in the nucleus 
and binds to DNA. J Cell Biol 1989; 109: 1389-
[35] Adachi Y and Yanagida M. Higher order chromo-
some structure is affected by cold-sensitive 
mutations in a Schizosaccharomyces pombe 
gene crm1+ which encodes a 115-kD protein 
preferentially localized in the nucleus and its 
periphery. J Cell Biol 1989; 108: 1195-1207. 
[36] Toda T, Shimanuki M, Saka Y, Yamano H, Ada-
chi Y, Shirakawa M, Kyogoku Y and Yanagida 
M. Fission yeast pap1-dependent transcription 
is negatively regulated by an essential nuclear 
protein, crm1. Mol Cell Biol 1992; 12: 5474-
[37] Nishi K, Yoshida M, Fujiwara D, Nishikawa M, 
Horinouchi S and Beppu T. Leptomycin B tar-
gets a regulatory cascade of crm1, a fission 
yeast nuclear protein, involved in control of 
higher order chromosome structure and gene 
expression. J Biol Chem 1994; 269: 6320-
[38] Turi TG, Webster P and Rose JK. Brefeldin A 
sensitivity and resistance in Schizosaccharomy-
ces pombe. Isolation of multiple genes confer-
ring resistance. J Biol Chem 1994; 269: 24229
[39] Kumada K, Yanagida M and Toda T. Caffeine-
resistance in fission yeast is caused by muta-
tions in a single essential gene, crm1+. Mol 
Gen Genet 1996; 250: 59-68. 
[40] Toone WM, Kuge S, Samuels M, Morgan BA, 
Toda T and Jones N. Regulation of the fission 
yeast transcription factor Pap1 by oxidative 
stress: requirement for the nuclear export fac-
tor Crm1 (Exportin) and the stress-activated 
MAP kinase Sty1/Spc1. Genes Dev 1998; 12: 
Documents you may be interested
Documents you may be interested