Целевой пептид

A целевой пептид - короткая (3-70 аминокислот длинная) пептидная цепь, направляющая транспорт белка в конкретную область в клетке., включая ядро ​​, митохондрии, эндоплазматический ретикулум (ER), хлоропласт, апопласт, пероксисома и плазматическая мембрана. Некоторые пептиды-мишени отщепляются от белка сигнальными пептидазами после того, как белки транспортируются.

• 1 Типы по назначению белка
  • 1.1 Секреция
  • 1.2 Сигнал удержания ER
  • 1.3 Ядро
  • 1.4 Ядрышко
  • 1.5 Митохондрии и пластида
  • 1.6 Пероксисома
• 2 Примеры целевых пептидов
• 3 См. Также
• 4 Ссылки
• 5 Внешние ссылки

Секреция

Практически все белки, предназначенные для секреторный путь имеет последовательность, состоящую из 5-30 гидрофобных аминокислот на N-конце, которую обычно называют сигнальным пептидом, сигнальной последовательностью или лидерный пептид. Сигнальные пептиды образуют альфа-спиральные структуры. Белки, содержащие такие сигналы, предназначены для внеклеточной секреции, плазматической мембраны, просвета или мембраны либо (ER), либо Гольджи, либо эндосом.. Определенные мембраносвязанные белки нацелены на секреторный путь своим первым трансмембранным доменом, который напоминает типичный сигнальный пептид.

В прокариотах сигнальные пептиды направляют вновь синтезированный белок в канал, проводящий белок SecYEG, который присутствует в плазматической мембране. Гомологичная система существует у эукариот, где сигнальный пептид направляет вновь синтезированный белок в канал Sec61, который имеет структурную гомологию и гомологию последовательностей с SecYEG, но присутствует в эндоплазматическом ретикулуме. Оба канала SecYEG и Sec61 обычно называют транслоконом , а прохождение через этот канал известно как транслокация. В то время как секретируемые белки проходят через канал, трансмембранные домены могут диффундировать через латеральные ворота в транслоконе, чтобы разделиться на окружающую мембрану.

ER-Retention Signal

У эукариот большинство вновь синтезированных секреторных белков транспортируется из ER в аппарат Гольджи. Если эти белки имеют определенную последовательность удержания 4-х аминокислот для просвета ЭР, KDEL, на их С-конце, они остаются в просвете ЭР или направляются обратно в просвет ER (в тех случаях, когда они ускользают) через взаимодействие с рецептором KDEL в аппарате Гольджи. Если сигнал KKXX, механизм удерживания ER будет аналогичен, но белок будет трансмембранным.

Ядро

A сигнал ядерной локализации (NLS) является мишенью пептид, который направляет белки в ядро ​​и часто представляет собой единицу, состоящую из пяти основных положительно заряженных аминокислот. NLS обычно находится в любом месте пептидной цепи.

A ядерный экспортный сигнал (NES) представляет собой целевой пептид, который направляет белки из ядра обратно в цитозоль. Он часто состоит из нескольких гидрофобных аминокислот (часто лейцина), чередующихся с 2-3 другими аминокислотами.

Известно, что многие белки постоянно перемещаются между цитозолем и ядром, и они содержат как NES, так и NLS.

Ядрышко

ядрышко внутри ядра может быть нацелено с помощью последовательности, называемой сигналом ядрышковой локализации (сокращенно NoLS или NOS).

Митохондрии и пластиды

Сигнал нацеливания на митохондрии, также известный как пре-последовательность, представляет собой пептид длиной от 10 до 70 аминокислот, который направляет вновь синтезированный белок в митохондрии. Он находится на N-конце и состоит из чередующихся гидрофобных и положительно заряженных аминокислот, образующих так называемую амфипатическую спираль. Сигналы нацеливания на митохондрии могут содержать дополнительные сигналы, которые впоследствии направляют белок в различные области митохондрий, такие как митохондриальный матрикс или внутренняя мембрана. У растений N-концевой сигнал (или транзитный пептид) направлен на пластиду аналогичным образом. Как и большинство сигнальных пептидов, митохондриальные нацеленные сигналы и пластид-специфические транзитные пептиды расщепляются после завершения нацеливания. Некоторые растительные белки имеют N-концевой транспортный сигнал, нацеленный на обе органеллы, часто называемый транзитным пептидом двойного назначения. Предполагается, что примерно 5% всех белков органелл имеют двойную направленность, однако конкретное число может быть выше, учитывая различную степень накопления белков-пассажиров в обеих органеллах. Целенаправленная специфичность этих транзитных пептидов зависит от многих факторов, включая суммарный заряд и сродство между транзитными пептидами и транспортным механизмом органелл.

Пероксисома

Существует два типа целевых пептидов, направляющих на пероксисому., которые называются пероксисомными нацеливающими сигналами (PTS). Один из них - PTS1, состоящий из трех аминокислот на С-конце. Другой - PTS2, который состоит из 9-аминокислотной последовательности, часто присутствующей на N-конце белка.

В следующем содержании используется однобуквенное расположение первичной структуры белка. Префикс «[n]» указывает N-конец, а суффикс «[c]» указывает C-конец ; в середине белка обнаружены последовательности, в которых отсутствует какая-либо последовательность.

• Нацеливание на белок
• Сигнальный пептид

1. ^Rapoport T. (Ноябрь 2007 г.) "Транслокация белков через эндоплазматический ретикулум эукариот. и бактериальные плазматические мембраны ". Природа. 450 (7170): 663–9. Bibcode : 2007Natur.450..663R. doi : 10.1038 / nature06384. PMID 18046402.
2. ^Мариано Сторнаиуоло; Лавиния В. Лотти; Ника Боргезе; Мария-Розария Торриси; Джованна Моттола; Джанлука Мартире и Стефано Бонатти (март 2003 г.). «Сигналы извлечения KDEL и KKXX, приложенные к одному и тому же репортерному белку, определяют различный обмен между эндоплазматическим ретикулумом, промежуточным отделением и комплексом Гольджи». Молекулярная биология клетки. 14 (3): 889–902. doi : 10.1091 / mbc.E02-08-0468. PMC 151567. PMID 12631711.
3. ^Кэрри, Кристофер; Маленький, Ян (февраль 2013 г.). «Переоценка двойного нацеливания белков на митохондрии и хлоропласты». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток. 1833 (2): 253–259. doi : 10.1016 / j.bbamcr.2012.05.029. PMID 22683762.
4. ^Шарма, Маянк; Бенневиц, Батиона; Клёсген, Ральф Бернд (декабрь 2018 г.). «Скорее правило, чем исключение? Как оценить актуальность двойного нацеливания белков на митохондрии и хлоропласты». Фотосинтез Исследования. 138 (3): 335–343. DOI : 10.1007 / s11120-018-0543-7. ISSN 0166-8595.
5. ^Шарма, Маянк; Кречмер, Карола; Лампе, Кристина; Штуттманн, Йоханнес; Клёсген, Ральф Бернд (01.06.2019). «Нацеленность на специфичность ядерно-кодируемых белков органелл с помощью инструментария самособирающихся расщепляемых флуоресцентных белков». Журнал клеточной науки. 132 (11): jcs230839. doi : 10.1242 / jcs.230839. ISSN 0021-9533.
6. ^Баудиш, Бьянка; Лангнер, Уве; Гарц, Инго; Клёсген, Ральф Бернд (январь 2014 г.). «Исключение подтверждает правило? Двойное нацеливание ядерно-кодируемых белков в эндосимбиотические органеллы». Новый фитолог. 201 (1): 80–90. doi : 10.1111 / nph.12482.
7. ^Ге, Чанжун; Споннинг, Эрика; Глейзер, Эльжбета; Висландер, Оке (январь 2014 г.). «Импорт детерминант органеллоспецифичных и двойных нацеленных пептидов митохондрий и хлоропластов Arabidopsis thaliana». Молекулярный завод. 7 (1): 121–136. doi : 10.1093 / mp / sst148.
8. ^«Мотивы Pepscan». shenlab.sols.unlv.edu. Проверено 7 апреля 2019 года.
9. ^"Сигнал субклеточной локализации". metadb.riken.jp. Проверено 7 апреля 2019 г.
10. ^Ли, Пенсильвания; Туллман-Эрчек, Д; Георгиу, G (2006). «Бактериальный путь транслокации двойного аргинина». Ежегодный обзор микробиологии. 60 : 373–95. doi : 10.1146 / annurev.micro.60.080805.142212. PMC 2654714. PMID 16756481.

• Target + Peptide в Национальной медицинской библиотеке США Медицинские предметные заголовки (MeSH)
• SPdb (Signal Peptide DataBase)
• Методы прогнозирования:
  • SignalP - прогнозирует наличие и расположение сайтов расщепления сигнального пептида в аминокислотных последовательностях всех доменов организмов.
  • PHOBIUS - комбинированная трансмембранная топология и сигнал предсказатель пептидов