《细胞内蛋白质的定位信号序列.doc

细胞内蛋白质的定位信号序列 1.内质网信号序列(ER signal sequence) 2.驻留信号( retention signal): ①ER驻留信号(包括KDEL即Lys-Asp-Glu-Leu和HDEI即His-Asp-Glu-Ile两个4肽信号序列)； ②ER回收信号(ER retrieval signal，可溶蛋白的KDEL和ER膜蛋白上的KKXX) 3.核输入信号(nuclear import signal):也称NLS，常含Pro-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Val 4.核输出信号(nuclear export signal)：核糖体蛋白上相间排列的疏水性氨基酸 5.过氧化物酶体引导信号(peroxisomal targeting signal, PTS):C端的SKL即Ser-Lys-Leu 6.转运肽(transit peptide):即导肽，进入线粒体蛋白的N端的带正电的氨基酸(Arg)和不带电的氨基酸(Ser)构成的信号序列 内质网信号肽 内质网蛋白定位信号总体可以分为返回信号和保持信号。内质网逃逸的蛋白主要通过COPⅠ有被小泡将其返回内质网，因此区分保持信号与返回信号一个很重要的手段是研究信号片段与运输小泡COPⅠ各亚基的相互作用情况。例如在研究甲硫蛋白（TPN）定位信号过程中，Paulsson 等通过Co－IP 发现具有“KKXX＞” 序列的TPN 能与COPI 相互作用， 而C 端突变后的GFP－TPN－aa 不与COPI 发生相互作用，提示“KKXX＞”为TPN 定位信号，且该信号通过COPI返回于内质网。蛋白转运到高尔基体后会被修饰， 人们可以利用不同的糖基程度区分保持信号与返回信号。例如在酵母[6]中，高尔基复合体有N－寡糖转移酶（OTase活性，并可将底物蛋白α－1，6－苷露糖基化，被α－1，6－苷露糖基化的蛋白则通过返回信号返回内质网。而哺乳动物[7]中运出的内质网蛋白被N－已酰氨基半乳糖转移酶（GnT）修饰和十六烷基化，然后被岩藻糖转移酶修饰，因此可被N－乙酰氨基半乳糖（GalNAc）的亲合素识别并着色的蛋白为返回信号介导定位。此外，经过高尔基体修饰的蛋白能抵抗内切糖苷酶H（endo H）的酶切效应，因此这些蛋白的定位也依赖返回信号。 1、内质网定位信号 如前所述， 内质网蛋白定位信号可分为保持信号和返回信号。保持信号中研究较多的是适用于Ⅱ型内质网膜蛋白的双精氨酸信号［＜X（2，3）－RR］，返回蛋白研究较多的为适用于内质网腔蛋白的“H／ KDEL＞”信号及适用于Ⅰ型内质网膜蛋白的双赖氨酸信号（UUUX＞，其中3 个U 中至少2 个为赖氨酸，X 为任意氨基酸）。 1.1内质网保持信号 双精氨酸信号［＜X（2，3）－RR］最早发现于组织相容性复合体Ⅱ（MHCⅡ），Zerangue 进一步确定了双精氨酸信号的有效信息，此外该信号一般与双亮氨酸信号并存，并在复合体的形成及转运中起调节作用。双精氨酸信号存在于大多数膜表面功能复合体的亚基（多为Ⅱ型跨膜蛋白）中。如G－蛋白偶联γ－氨基异丁酸受体亚基（GABAB1）利用双精氨酸信号定位于内质网，当GABAB1 与GABAB2 结合后双精氨酸信号被掩盖或被去除，复合体被运出内质网并在膜表面形成功能复合体。此外TRAM、钾离子通道亚基Kir1．1等都通过双精氨酸信号调节膜表面功能复合体的运出。既然双精氨酸信号主要存在于细胞膜表面功能复合体中，必然存在信号失活机制，以调节膜表面复合体的量[20]。双精氨酸信号的失活机制可总结为5 种： ①与复合体其他亚基形成功能复合体掩盖双精氨酸信号，如MHCⅡ β 链；②通过与14－3－3家族蛋白结合，如ADAM22 蛋白；③通过选择性剪接形成能与信号区相互作用的PDZ 结合结构域，如N－甲基－D－门冬氨酸受体亚基NR1－1（NMDAR）和红藻氨酸／ 海藻酸受体（KAR）；④通过蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）的磷酸化，如NMDA受体NR1 亚基；⑤通过双亮氨酸信号或溶酶体定位信号抵消双精氨酸信号。 由于COPⅠ在“K（X）KXX＞”信号的识别与返回中起重要作用，同时α 与β＇ 亚基中的WD40结构域在识别中起重要作用，那么COPⅠ在双精氨酸信号识别中是否具有作用呢？ 研究表明COPⅠ复合体在某些带有双精氨酸信号蛋白的返回中起一定作用，但是作用并不明显，且涉及的蛋白数量有限。Hardt 等通过研究双精氨酸信号蛋白糖基化修饰情况， 发现仅有极少数的蛋白有糖基化修饰，证明该信号为保持信号而非返回信号。是什么机制将具有双精氨酸信号的蛋白保留在内质网中， 还有待进一步研究。 1.2返回信号 逃逸的内质网蛋白进入运输小泡并在膜囊结构中被修饰后，能介导其重新运回内质网的信号称为返回信