Un péptido diana es una cadena peptídica corta (de 3 a 70 aminoácidos de longitud) que dirige el transporte de una proteína a una región específica de la célula , incluido el núcleo , las mitocondrias , el retículo endoplásmico (RE), el cloroplasto , el apoplasto , el peroxisoma y el plasma. membrana . Algunos péptidos diana se separan de la proteína mediante peptidasas señal después de que las proteínas se transportan.
Tipos por destino de proteínas
Secreción
Casi todas las proteínas que están destinadas a la vía secretora tienen una secuencia que consta de 5-30 aminoácidos hidrófobos en el extremo N , que se denomina comúnmente péptido señal, secuencia señal o péptido líder. Los péptidos señal forman estructuras alfa helicoidales. Las proteínas que contienen tales señales están destinadas a la secreción extracelular, la membrana plasmática , el lumen o la membrana del (RE), del Golgi o de los endosomas. Ciertas proteínas unidas a la membrana se dirigen a la vía secretora por su primer dominio transmembrana, que se asemeja a un péptido señal típico.
En los procariotas , los péptidos señal dirigen la proteína recién sintetizada al canal conductor de proteínas SecYEG, que está presente en la membrana plasmática . Existe un sistema homólogo en eucariotas , donde el péptido señal dirige la proteína recién sintetizada al canal Sec61, que comparte homología estructural y de secuencia con SecYEG, pero está presente en el retículo endoplásmico. [1] Tanto los canales SecYEG como Sec61 se conocen comúnmente como translocón , y el tránsito a través de este canal se conoce como translocación. Mientras que las proteínas secretadas pasan a través del canal, los dominios transmembrana pueden difundirse a través de una puerta lateral en el translocón para dividirse en la membrana circundante.
Señal de retención ER
En eucariotas, la mayoría de las proteínas secretoras recién sintetizadas se transportan desde el RE al aparato de Golgi . Si estas proteínas tienen una secuencia particular de retención de 4 aminoácidos para el lumen del RE, KDEL , en su extremo C-terminal , se retienen en el lumen del RE o se dirigen de regreso al lumen del RE (en los casos en que escapan) a través de la interacción. con el receptor KDEL en el aparato de Golgi. Si la señal es KKXX , el mecanismo de retención al ER será similar pero la proteína será transmembranal. [2]
Núcleo
Una señal de localización nuclear (NLS) es un péptido diana que dirige las proteínas al núcleo y, a menudo, es una unidad que consta de cinco aminoácidos básicos cargados positivamente. El NLS normalmente se encuentra en cualquier parte de la cadena de péptidos.
Una señal de exportación nuclear (NES) es un péptido diana que dirige las proteínas desde el núcleo de regreso al citosol. A menudo consta de varios aminoácidos hidrófobos (a menudo leucina) intercalados por otros 2-3 aminoácidos.
Se sabe que muchas proteínas se desplazan constantemente entre el citosol y el núcleo y contienen tanto NES como NLS.
Nucleolo
El nucleolo dentro del núcleo se puede dirigir con una secuencia llamada señal de localización nucleolar (abreviada NoLS o NOS).
Mitocondrias y plastidios
La señal de dirección mitocondrial también conocida como presecuencia es un péptido de 10 a 70 aminoácidos de longitud que dirige una proteína recién sintetizada a las mitocondrias . Se encuentra en el extremo N-terminal y consiste en un patrón alterno de aminoácidos hidrófobos y cargados positivamente para formar lo que se llama una hélice anfipática. Las señales de direccionamiento mitocondrial pueden contener señales adicionales que posteriormente dirigen la proteína a diferentes regiones de las mitocondrias, como la matriz mitocondrial o la membrana interna. En las plantas, una señal N-terminal (o péptido de tránsito ) se dirige al plástido de manera similar. Como la mayoría de los péptidos señal, las señales de orientación mitocondrial y los péptidos de tránsito específicos de plastidios se escinden una vez que se completa la orientación. Algunas proteínas vegetales tienen una señal de transporte N-terminal que se dirige a ambos orgánulos a menudo denominados péptido de tránsito de doble objetivo . [3] [4] Se predice que aproximadamente el 5% de las proteínas totales de orgánulos serán de doble objetivo, sin embargo, el número específico podría ser mayor considerando el grado variable de acumulación de proteínas pasajeras en ambos orgánulos. [5] [6] La especificidad de dirección de estos péptidos de tránsito depende de muchos factores, incluida la carga neta y la afinidad entre los péptidos de tránsito y la maquinaria de transporte de orgánulos. [7]
Peroxisoma
Hay dos tipos de péptidos diana que se dirigen al peroxisoma , que se denominan señales de dirección peroxisomal (PTS). Uno es PTS1, que está compuesto por tres aminoácidos en el extremo C-terminal. El otro es PTS2, que está compuesto por una secuencia de 9 aminoácidos que a menudo se encuentra en el extremo N de la proteína.
Ejemplos de péptidos diana
El siguiente contenido utiliza la ubicación de una sola letra de la estructura primaria de la proteína . Un prefijo "[n]" indica el término N y un sufijo "[c]" indica el término C ; las secuencias que carecen de cualquiera de ellas se encuentran en el medio de la proteína. [8] [9]
Objetivo | Secuencia | Proteína u organismo de origen |
---|---|---|
núcleo ( NLS ) | PKKKRKV | Antígeno T grande de SV40 ( P03070 ) |
Fuera de núcleo ( NES ) | IDMLIDLGLDLSD | Regulador transcripcional del VHS IE63 P10238 |
ER, secreción ( péptido señal ) | [n] MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ | Lactoalbúmina ( P09462 ) |
ER, retención ( KDEL ) | KDEL [c] | |
Matriz mitocondrial | [n] MLSLRQSIRFFKPATRTLCSSRYLL | S. cerevisiae COX4 ( P04037 ) |
Plástido | [n] MVAMAMASLQSSMSSLSLSSNSFLGQPLSPITLSPFLQG | Pisum sativum RPL24 ( P11893 ) |
Secreción plegada ( Tat ) | (S / T) RRXFLK | Cerca del término N [10] |
peroxisoma (PTS1) | SKL [c] | |
peroxisoma (PTS2) | [c] XXXXRLXXXXXHL |
Ver también
- Orientación a proteínas
- Péptido señal
Referencias
- ^ Rapoport T. (noviembre de 2007). "Translocación de proteínas a través del retículo endoplásmico eucariota y membranas plasmáticas bacterianas". Naturaleza . 450 (7170): 663–9. Código Bibliográfico : 2007Natur.450..663R . doi : 10.1038 / nature06384 . PMID 18046402 .
- ^ Mariano Stornaiuolo; Lavinia V. Lotti; Nica Borgese; Maria-Rosaria Torrisi; Giovanna Mottola; Gianluca Martire y Stefano Bonatti (marzo de 2003). "Las señales de recuperación de KDEL y KKXX adjuntas a la misma proteína informadora determinan un tráfico diferente entre el retículo endoplásmico, el compartimento intermedio y el complejo de Golgi" . Biología molecular de la célula . 14 (3): 889–902. doi : 10.1091 / mbc.E02-08-0468 . PMC 151567 . PMID 12631711 .
- ^ Carrie, Christopher; Small, Ian (febrero de 2013). "Una reevaluación de la orientación dual de proteínas a las mitocondrias y cloroplastos" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1833 (2): 253–259. doi : 10.1016 / j.bbamcr.2012.05.029 . PMID 22683762 .
- ^ Sharma, Mayank; Bennewitz, Bationa; Klösgen, Ralf Bernd (diciembre de 2018). "¿Más bien una regla que una excepción? Cómo evaluar la relevancia de la orientación de proteínas duales a las mitocondrias y los cloroplastos" . Investigación de la fotosíntesis . 138 (3): 335–343. doi : 10.1007 / s11120-018-0543-7 . ISSN 0166-8595 .
- ^ Sharma, Mayank; Kretschmer, Carola; Lampe, Christina; Stuttmann, Johannes; Klösgen, Ralf Bernd (1 de junio de 2019). "Orientación a la especificidad de las proteínas orgánulos codificadas en el núcleo con un kit de herramientas de proteínas fluorescentes divididas autoensamblado" . Revista de ciencia celular . 132 (11): jcs230839. doi : 10.1242 / jcs.230839 . ISSN 0021-9533 .
- ^ Baudisch, Bianca; Langner, Uwe; Garz, Ingo; Klösgen, Ralf Bernd (enero de 2014). "¿La excepción confirma la regla? Doble focalización de proteínas codificadas en núcleos en orgánulos endosimbióticos" . Nuevo fitólogo . 201 (1): 80–90. doi : 10.1111 / nph.12482 .
- ^ Ge, Changrong; Spånning, Erika; Glaser, Elzbieta; Wieslander, Åke (enero de 2014). "Determinantes de importación de péptidos de direccionamiento dual y específicos de orgánulos de mitocondrias y cloroplastos en Arabidopsis thaliana" . Planta molecular . 7 (1): 121-136. doi : 10.1093 / mp / sst148 .
- ^ "Motivos de Pepscan" . shenlab.sols.unlv.edu . Consultado el 7 de abril de 2019 .
- ^ "Señal de localización subcelular" . metadb.riken.jp . Consultado el 7 de abril de 2019 .
- ^ Lee, PA; Tullman-Ercek, D; Georgiou, G (2006). "La vía de translocación bacteriana gemela-arginina" . Revisión anual de microbiología . 60 : 373–95. doi : 10.1146 / annurev.micro.60.080805.142212 . PMC 2654714 . PMID 16756481 .
enlaces externos
- Target + Peptide en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- SPdb (base de datos de péptidos de señal)
- Métodos de predicción:
- SignalP : predice la presencia y ubicación de los sitios de escisión del péptido señal en las secuencias de aminoácidos de todos los dominios de los organismos.
- PHOBIUS - topología transmembrana combinada y predictor de péptidos señal