核定位序列

核定位序列(Nuclear localization sequence)或者核定位信號——蛋白質的一個結構域，通常為一短的胺基酸序列，它能與入核載體相互作用，使蛋白能被運進細胞核。

基本介紹

• 中文名：核定位序列
• 外文名：Nuclear localization sequence
• 釋義：蛋白質的一個結構域
• 類別：基因工程

簡介

1982年R. Laskey發現核內含量豐富的核質蛋白（nucleoplasmin）的C端有一個信號序列，可引導蛋白質進入細胞核（圖12-7），稱作核定位信號（nuclear localization signal，NLS）。第一個被確定的NLS是病毒SV40的T抗原，它在胞質中合成後很快積累在核中。其NLS為：pro-lys-lys-lys-Arg-Lys-val，即使單個胺基酸被替換，亦失去作用。

NLS由4-8個胺基酸組成，含有Pro、Lys和Arg。對其連線的蛋白質無特殊要求，並且完成核輸入後不被切除。

特點

入核信號與導肽的區別在於: ①由含水的核孔通道來鑑別; ②入核信號是蛋白質的永久性部分,在引導入核過程中,並不被切除, 可以反覆使用, 有利於細胞分裂後核蛋白重新入核。有多種類型的核定位信號，這些信號都具有一個帶正電荷的肽核心。第一個被確定的NLS序列的蛋白質是SV40的T抗原(MW=92kDa), 它在細胞質中合成後很快積累在細胞核中, 是病毒DNA在核內複製所必需的蛋白質。其野生型的胺基酸序列為Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val, 即使單個胺基酸突變所產生的突變型NLS(Pro-Lys-Tyr-Lys-Arg-Lys-Val)也能阻止這種蛋白質進入細胞核而停留在細胞質中。如果將這種信號接到非核蛋白的隨機Lys的側鏈上, 則非核蛋白也能轉變成核蛋白。

Karyopherin是一類與核孔選擇性運輸有關的蛋白家族，相當於受體蛋白。其中imporin負責將蛋白從細胞質運進細胞核，exportin負責相反方向的運輸。

通過核孔複合體的轉運還涉及Ran蛋白，Ran是一種G蛋白，調節貨物受體複合體的組裝和解體，在細胞核內Ran-GTP的含量遠高於細胞質。

核質蛋白向細胞核的輸入可描述如下：①蛋白與NLS受體，即imporin α/β二聚體結合；②貨物與受體的複合物與NPC胞質環上的纖維結合；③纖維向核彎曲，轉運器構象發生改變，形成親水通道，貨物通過；④貨物受體複合體與Ran-GTP結合，複合體解散，釋放出貨物；⑤與Ran-GTP結合的imporin β，輸出細胞核，在細胞質中Ran結合的GTP水解，Ran-GDP返回細胞核重新轉換為Ran-GTP；⑥imporin α在核內exportin的幫助下運回細胞質

對細胞核向細胞質的大分子輸出了解較少，大多數情況下，細胞核內的RNA是與蛋白質形成RNP複合物轉運出細胞核的。RNP的蛋白質上具有核輸出信號（nuclear export signal, NES），可與細胞內的受體exportin結合，形成RNP-exportin-Ran-GTP複合體，輸出細胞核後，Ran-GTP水解，釋放出結合的RNA，Ran-GDP、exportin和RNP蛋白返回細胞核.