Péptido diana
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 endoplasmático (RE), el cloroplasto , el apoplasto , el peroxisoma y la membrana plasmática . Algunos péptidos diana se separan de la proteína mediante peptidasas señalizadoras después de que las proteínas se transportan.
Tipos según destino de la proteína
Secreción
Casi todas las proteínas destinadas a la vía secretora tienen una secuencia que consta de 5-30 aminoácidos hidrofóbicos en el extremo N , que comúnmente se conoce como péptido señal , secuencia señal o péptido líder. Los péptidos señal forman estructuras alfa-helicoidales. Las proteínas que contienen dichas señales están destinadas a la secreción extracelular, la membrana plasmática , el lumen o la membrana del (RE), el Golgi o 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 similitud estructural y de secuencia con SecYEG, pero está presente en el retículo endoplasmático. [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 se enhebran a través del canal, los dominios transmembrana pueden difundirse a través de una compuerta lateral en el translocón para dividirse en la membrana circundante.
Señal de retención ER
En los eucariotas, la mayoría de las proteínas secretoras recién sintetizadas se transportan desde el RE hasta el aparato de Golgi . Si estas proteínas tienen una secuencia de retención particular de 4 aminoácidos para el lumen del RE, KDEL , en su extremo C , se retienen en el lumen del RE o se envían 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 en el RE 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 suele ser una unidad que consta de cinco aminoácidos básicos con carga positiva. La NLS normalmente se encuentra en cualquier parte de la cadena peptídica.
Una señal de exportación nuclear (NES) es un péptido diana que dirige las proteínas desde el núcleo hasta el citosol. Suele estar formada por varios aminoácidos hidrófobos (a menudo leucina) intercalados con otros 2 o 3 aminoácidos.
Se sabe que muchas proteínas se desplazan constantemente entre el citosol y el núcleo y estas contienen tanto NES como NLS.
Nucleolo
El nucléolo dentro del núcleo puede ser apuntado con una secuencia llamada señal de localización nucleolar (abreviada NoLS o NOS).
Mitocondrias y plastidios
La señal de orientación mitocondrial, también conocida como presecuencia , es un péptido de 10 a 70 aminoácidos de longitud que dirige una proteína recién sintetizada a la mitocondria . Se encuentra en el extremo N-terminal y consta de un patrón alterno de aminoácidos hidrofóbicos y cargados positivamente para formar lo que se llama una hélice anfipática. Las señales de orientación 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 del plástido 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 denominada péptido de tránsito de doble objetivo . [3] [4] Se predice que aproximadamente el 5% de las proteínas totales de los orgánulos tienen 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 la orientación 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
Existen dos tipos de péptidos diana que se dirigen al peroxisoma , que se denominan señales de orientación peroxisomal (PTS). Uno es PTS1, que está formado por tres aminoácidos en el extremo C. El otro es PTS2, que está formado por una secuencia de 9 aminoácidos que suele estar presente en el extremo N de la proteína.
Ejemplos de péptidos diana
El contenido siguiente utiliza la ubicación de una sola letra de la estructura primaria de la proteína . Un prefijo "[n]" indica el extremo N y un sufijo "[c]" indica el extremo C ; las secuencias que carecen de cualquiera de los dos se encuentran en el medio de la proteína. [8] [9]
| Objetivo | Secuencia | Proteína de origen u organismo |
|---|---|---|
| núcleo ( NLS ) | PKKRKV | Antígeno T grande del SV40 ( P03070 ) |
| Fuera del núcleo ( NES ) | IDMLIDLGLDLSD | Regulador transcripcional HSV IE63 P10238 |
| ER, secreción ( péptido señal ) | [n]MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ | Lactoalbúmina ( P09462 ) |
| ER, retención ( KDEL ) | KDEL[c] | |
| Matriz mitocondrial | [n]MLSLRQSIRFFKPATRTLCSSRYLL | S. cerevisiae COX4 ( P04037 ) |
| Plastido | [n]MVAMAMASLQSSMSSLSLSSNSFLGQPLSPITLSPFLQG | Pisum sativum RPL24 ( P11893 ) |
| Secreción plegada ( Tat ) | (S/T)RRXFLK | Cerca del extremo N [10] |
| peroxisoma (PTS1) | SKL[c] | |
| peroxisoma (PTS2) | [n]XXXXXXRLXXXXXXHL |
Véase también
Referencias
- ^ Rapoport T. (noviembre de 2007). "Translocación de proteínas a través del retículo endoplasmático eucariota y las membranas plasmáticas bacterianas". Nature . 450 (7170): 663–9. Bibcode :2007Natur.450..663R. doi :10.1038/nature06384. PMID 18046402. S2CID 2497138.
- ^ Mariano Stornauolo; Lavinia V. Lotti; Nica Borgese; María-Rosaria Torrisi; Giovanna Mottola; Gianluca Martire y Stefano Bonatti (marzo de 2003). "Las señales de recuperación 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 doble orientación de las proteínas a las mitocondrias y los cloroplastos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research . 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 la regla que la excepción? Cómo evaluar la relevancia de la orientación dual de proteínas a las mitocondrias y los cloroplastos". Photosynthesis Research . 138 (3): 335–343. Bibcode :2018PhoRe.138..335S. doi :10.1007/s11120-018-0543-7. ISSN 0166-8595. PMID 29946965. S2CID 49427254.
- ^ Sharma, Mayank; Kretschmer, Carola; Lampe, Christina; Stuttmann, Johannes; Klösgen, Ralf Bernd (1 de junio de 2019). "Objetivo de especificidad de proteínas de orgánulos codificados en el núcleo con un kit de herramientas de proteínas fluorescentes divididas autoensamblables". Journal of Cell Science . 132 (11): jcs230839. doi : 10.1242/jcs.230839 . ISSN 0021-9533. PMID 31085714.
- ^ Baudisch, Bianca; Langner, Uwe; Garz, Ingo; Klösgen, Ralf Bernd (enero de 2014). "¿La excepción confirma la regla? Doble orientación de las proteínas codificadas en el núcleo hacia orgánulos endosimbióticos". New Phytologist . 201 (1): 80–90. Bibcode :2014NewPh.201...80B. doi : 10.1111/nph.12482 . PMID 24024706. S2CID 32965612.
- ^ Ge, Changrong; Spånning, Erika; Glaser, Elzbieta; Wieslander, Åke (enero de 2014). "Determinantes de importación de péptidos específicos de orgánulos y de doble orientación de mitocondrias y cloroplastos en Arabidopsis thaliana". Molecular Plant . 7 (1): 121–136. doi : 10.1093/mp/sst148 . PMID 24214895.
- ^ "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 de arginina gemela bacteriana". 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 señal) Archivado el 22 de enero de 2016 en Wayback Machine
- 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
