核定位序列（Nuclear localization sequence）或者核定位信號是蛋白質(zhì)的一個結(jié)構(gòu)域，通常為一短的氨基酸序列，它能與入核載體相互作用，使蛋白能被運(yùn)進(jìn)細(xì)胞核。NLS對其連接的蛋白質(zhì)無特殊要求，并且完成核輸入后不被切除。
簡介
1982年R. Laskey發(fā)現(xiàn)核內(nèi)含量豐富的核質(zhì)蛋白（nucleoplasmin）的C端有一個信號序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)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(zhì)中合成后很快積累在核中。其NLS為：pro-lys-lys-lys-argLys-VAL，即使單個氨基酸被替換，亦失去作用。
NLS由4-8個氨基酸組成，含有Pro、Lys和arg。對其連接的蛋白質(zhì)無特殊要求，并且完成核輸入后不被切除。
特點
入核信號與導(dǎo)肽的區(qū)別在于: ①由含水的核孔通道來鑒別; ②入核信號是蛋白質(zhì)的永久性部分，在引導(dǎo)入核過程中，并不被切除, 可以反復(fù)使用, 有利于細(xì)胞分裂后核蛋白重新入核。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(zhì)是SV40的T抗原(MW=92kDa), 它在細(xì)胞質(zhì)中合成后很快積累在細(xì)胞核中, 是病毒脫氧核糖核酸在核內(nèi)復(fù)制所必需的蛋白質(zhì)。其野生型的氨基酸序列為Pro-Lys-Lys-Lys-argLys-VAL, 即使單個氨基酸突變所產(chǎn)生的突變型NLS(Pro-Lys-Tyr-Lys-Arg-Lys-Val)也能阻止這種蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核而停留在細(xì)胞質(zhì)中。如果將這種信號接到非核蛋白的隨機(jī)Lys的側(cè)鏈上, 則非核蛋白也能轉(zhuǎn)變成核蛋白。
Karyopherin是一類與核孔選擇性運(yùn)輸有關(guān)的蛋白家族，相當(dāng)于受體蛋白。其中imporin負(fù)責(zé)將蛋白從細(xì)胞質(zhì)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞核，exportin負(fù)責(zé)相反方向的運(yùn)輸。
通過核孔復(fù)合體的轉(zhuǎn)運(yùn)還涉及Ran蛋白，Ran是一種G蛋白，調(diào)節(jié)貨物受體復(fù)合體的組裝和解體，在細(xì)胞核內(nèi)Ran-GTP的含量遠(yuǎn)高于細(xì)胞質(zhì)。
核質(zhì)蛋白向細(xì)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(jié)合；②貨物與受體的配位化合物與NPC胞質(zhì)環(huán)上的纖維結(jié)合；③纖維向核彎曲，轉(zhuǎn)運(yùn)器構(gòu)象發(fā)生改變，形成親水通道，貨物通過；④貨物受體復(fù)合體與Ran-GTP結(jié)合，復(fù)合體解散，釋放出貨物；⑤與Ran-GTP結(jié)合的imporin β，輸出細(xì)胞核，在細(xì)胞質(zhì)中Ran結(jié)合的GTP水解，Ran-GDP返回細(xì)胞核重新轉(zhuǎn)換為Ran-GTP；⑥imporin α在核內(nèi)exportin的幫助下運(yùn)回細(xì)胞質(zhì)
對細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的大分子輸出了解較少，大多數(shù)情況下，細(xì)胞核內(nèi)的核糖核酸是與蛋白質(zhì)形成RNP配位化合物轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞核的。RNP的蛋白質(zhì)上具有核輸出信號（nuclear export signal, NES），可與細(xì)胞內(nèi)的受體exportin結(jié)合，形成RNP-exportin-Ran-GTP復(fù)合體，輸出細(xì)胞核后，Ran-GTP水解，釋放出結(jié)合的RNA，Ran-GDP、exportin和RNP蛋白返回細(xì)胞核.
參考資料 >
蛋白質(zhì)核定位信號預(yù)測.紐普生物.2024-03-18