細胞內至少存在兩類蛋白質分選的信號:
①信號序列(signal sequence):存在于蛋白質一級結構上的線性序列,通常15-60個氨基酸殘基,有些信號序列在完成蛋白質的定向轉移后被信號肽酶(signal peptidase)切除.
②信號斑(signal patch):存在于完成折疊的蛋白質中,構成信號斑的信號序列之間可以不相鄰,折疊在一起構成蛋白質分選的信號。
蛋白質分選信號的作用是引導蛋白質從胞質溶膠進入內質網、線粒體、葉綠體和過氧化物酶體,也可以引導蛋白質從細胞核進入細胞質或從Golgi體進入內質網。這種分選信號的氨基酸殘基有時呈線性排列,有時折疊成信號斑,如引導蛋白質定向運輸到溶酶體的信號斑,是溶酶體酸性水解酶被高爾基體選擇性加工的標識。
一些典型的分選信號的功能及信號序列
輸入細胞核
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
輸出細胞核
-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-
輸入線粒體
+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu-
輸入質體
+H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu -Gly-Gln-Pro-Leu-Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-Leu -Gln-Gly-
輸入過氧化物酶體
-Ser-Lys-Leu-COO-
輸入內質網
+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys -Glu-Val-Phe-Gln-
返回內質網
-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-(KDEL)
由質膜到內體
Tyr-X-X-Φ
每一種信號序列決定特殊的蛋白質轉運方向,如輸入內質網的蛋白質通常N端具有一段信號序列,含有6-15個帶正電荷的非極性氨基酸。由高爾基體返回內質網的蛋白質,其C端的四個氨基序列,一些已知的分選信號見表1。對于信號斑了解較少,主要是因為它存在于復雜的三維結構中,很難將其分離出來研究。