信号肽：概述

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介绍

信号肽，也称为信号序列，是一种短肽，通常长16到30个氨基酸。它也偶尔可以在大多数新合成蛋白的C端或内部区域非经典地找到，这些蛋白正走向分泌途径。

这些蛋白质包括那些插入大多数细胞膜或存在于特定细胞器（如内质网、高尔基体或内体）中的蛋白质。大多数II型和多跨膜结合蛋白是由它们的第一个跨膜结构域导向分泌途径的，该结构域在生化上类似于信号序列，但不被切割。

虽然大多数I型膜结合蛋白具有信号肽，但II型和多跨膜结合蛋白并非如此。

功能

信号肽提示细胞易位蛋白质，通常到细胞膜。

原核生物中的信号肽将新生成的蛋白质驱动到质膜的SecYEG蛋白传导通道。

在真核生物中，存在类似的机制，其中信号肽将新生成的蛋白质引导到位于内质网中的Sec61通道，该通道与SecYEG具有结构和序列相似性。

通过该通道（包括SecYEG和Sec61通道）的易位被称为易位子。

跨膜结构域可以扩散通过易位子中的侧向门，以分配到周围膜中，而分泌蛋白则穿过通道。

结构

“h区”——构成信号肽核心的大量疏水氨基酸片段，长度在5到16个残基之间——倾向于盘绕成单个α螺旋。

此外，许多信号肽以一段带正电荷的短氨基酸序列开始，这可能支持“正电荷内侧规则”在易位过程中维持多肽的正确结构。

由于其靠近N端，因此被称为“n区”。信号肽酶通常识别并切割信号肽末端的氨基酸片段，这就是该区域被称为切割位点的原因。

然而，作为信号肽起作用的跨膜结构域（也称为信号锚定序列）缺乏这个切割位点。

为了产生成熟的蛋白质和游离的信号肽，信号肽酶可能在易位完成之前或之后进行切割。然后，某些蛋白酶降解游离的信号肽。

此外，不同的信号肽类型针对不同的目标区域。例如，针对线粒体环境的目标肽具有不同的长度，并且其结构中短的带正电荷区域和疏水区域交替出现。

蛋白质的N端和C端都包含核定位信号肽，这些信号肽通常保留在成熟蛋白中。

共翻译途径	翻译后途径
信号肽离开核糖体并被信号识别颗粒（SRP）识别后，就会启动共翻译途径。	当蛋白质合成完成后，就会启动翻译后过程。在原核生物中，SecB伴侣蛋白识别翻译后底物的信号序列，并将蛋白质转移到SecA ATP酶，然后SecA ATP酶将蛋白质泵入易位子。
随后，信号序列-核糖体-mRNA复合物被引导到SRP受体，该受体位于质膜（在原核生物中）或内质网的表面，其中翻译停滞只发生在真核生物中（在真核生物中）。	虽然已知真核生物中存在翻译后易位，但对其了解甚少。
膜靶向后，信号序列被引入易位子。当核糖体物理地附着在易位子的胞质面上时，蛋白质合成就会恢复。	已知易位子和另外两种膜结合蛋白Sec62和Sec63对于酵母翻译后易位是必需的。

信号识别颗粒 (SRP)

只有内质网，而不是其他类型的膜，参与分泌蛋白和其他非胞质蛋白的产生。

因此，内质网膜必须具有独特的特征。一旦内质网信号肽离开核糖体，由六个多肽链和一个300核苷酸RNA组成的SRP就会与其结合。

SRP受体

被称为SRP受体的650个残基整合膜蛋白介导核糖体/多肽/SRP复合物与膜的相互作用。它可以与SRP和核糖体结合。

这种蛋白质在粗面内质网的胞质表面可见。仔细观察发现，存在GTP结合结构域。

信号肽酶

各种辅助因子使正确解释分选信号和将所有蛋白质输送到其预期位置成为可能。信号肽酶是负责从蛋白质中去除信号肽序列的专门酶。

一旦蛋白质被信号肽导向到所需位置，这些酶就会被激活。大多数细胞器隔室都具有独特的变体，这些变体只能切割一类成员，而不能切割其他成员。

结论

虽然两者有时含糊地被称为“前导肽”，但信号肽不应与有时由前导mRNA编码的前导肽混淆。

这些额外的前导肽是短多肽，不参与最终蛋白质序列的构成，它们可能控制主要蛋白质的转录或翻译，而不是参与蛋白质定位。

虽然真核基因的调控采用类似的方法，称为uORFs（上游开放阅读框），但这种类型的引导肽通常与细菌中观察到的一种基因调控形式有关。