Tuman lokalisaatiosignaali ( NLS ) on osa proteiinimolekyyliä , joka on välttämätön ja riittävä sen lokalisoitumiseen solun tumaan . Tuman lokalisaatiosignaali on proteiinin tunnistamispaikka kuljetustekijöiden - karyoferiinien (transportiinien) avulla, jotka siirtävät sen ytimeen [1] .
Ydinpaikannussignaalit voivat olla lineaarisia ja konformaatioita [2] . Lineaariset signaalit ovat jatkuvia aminohapposekvenssejä ; ne voidaan kuvata konsensussekvenssillä . Sitoutuakseen karyoferiineihin lineaarisen NLS:n on yleensä oltava laskostumattomassa tilassa tertiaarisen rakenteen ulkopuolella . Konformationaaliset NLS:t ovat sitoutumiskohtia karyoferiineille, jotka muodostuvat proteiinidomeenien pinnalle .
Ydinpaikannussignaaleja tarvitaan suurten proteiinien siirtämiseen sytosolista ytimeen. Signaalit on määritetty tarkasti yhdistelmä-DNA-tekniikoilla useille proteiineille, joiden pitäisi olla ainakin väliaikaisesti läsnä ytimessä. Yksittäisten ydinproteiinien sekvenssin koostumus voi olla erilainen. NLS:t voivat sijaita melkein missä tahansa proteiinin aminohapposekvenssissä, ja niiden uskotaan muodostavan spesifisiä silmukoita ja kohtia proteiinin pinnalle [3] .
Proteiinin kuljetus ytimeen alkaa, kun kuljetuskompleksit sitoutuvat ydinhuokoskompleksien sytoplasmisiin fibrilleihin . Oletetaan, että tumahuokosproteiinien rakenteettomia alueita, jotka muodostavat esteen suurten molekyylien diffuusiolle , vedetään sisään. Toisin kuin proteiinien kuljetus muihin organelleihin , kuljetus ytimeen tapahtuu vesihuokosten, ei proteiinikantajan, osallistuessa, joten proteiinit voidaan kuljettaa ytimeen kootussa tilassa, kuten ribosomaaliset alayksiköt. Kuitenkin suurten proteiinien siirrossa tuman huokosten läpi näyttää siltä, että siirrettyjen proteiinien rakenne muuttuu edelleen [4] .
Vuodesta 2015 lähtien tiedetään 11 ihmisen karyoferiiniä , jotka osallistuvat proteiinien siirtoon solun tumaan tuman huokosten kautta (ydintuonti). Tällaisia proteiineja kutsutaan myös importiineiksi . Oletetaan, että jokainen importiineista tunnistaa tietyn luokan ydinpaikannussignaalit. Kuitenkin vain muutamia luokkia on karakterisoitu riittävästi biokemiallisesti ja rakenteellisesti [2] .
Klassinen eli perus ydinpaikannussignaali (cNLS) on ensimmäinen koskaan kuvattu signaali, joka löydettiin 1980-luvulla [5] [6] . Se on lineaarinen signaali, joka koostuu yhdestä tai kahdesta positiivisesti varautuneiden aminohappotähteiden ryhmästä: K -K / R -XK / R tai K / RK / RX 10-12 (K / R) 3/5 , jossa X on mikä tahansa amino. happo [2] . Samanlaisia signaaleja on löydetty suuresta määrästä proteiineja, esimerkiksi SV40-viruksen suuresta T-antigeenistä , NCBP1 ( nukleosuojaa sitova proteiinin alayksikkö 1 ), BRCA1 ( rintasyöpätyyppi 1 -herkkyys ). proteiini ) ja LEF1 ( lymfoiditehostajaa sitova tekijä 1 ) [1 ] . cNLS on epätavallinen siinä mielessä, että sen tunnistavat importiini -α en] -perheen adapteriproteiinit en] (karyoferiinit-α), jotka puolestaan muodostavat kompleksin importiini-β1:n ( karyoferiini-β1 ), perheen proteiinien kanssa. oma kuljetustekijä karyoferiinit-β [2] .
PY-NLS on ydinpaikannussignaali, jonka transportiini-1 ja joskus rakenteellisesti sukua olevat transportiinit-2A ja 2B tunnistavat. PY-NLS:t koostuvat C-terminaalisesta R / K / H - X 2-5 - P - Y -motiivista ja N-terminaalisesta motiivista, jota voidaan rikastaa hydrofobisella ( Φ- G / A / S -Φ-Φ, missä Φ on hydrofobinen tähde) tai positiivisesti varautuneita aminohappotähteitä [7] . N-terminaalisen motiivin ja C-terminaalisen PY-tähteen välinen etäisyys on 8–13 aminohappotähdettä. PY-tähteiden parilla on tärkeä rooli transportiini-1:n sitoutumisessa ja se on olennainen ydinpaikannussignaalin toiminnalle, mistä johtuu nimi PY-NLS. PY-NLS:n tulisi sijaita proteiinin rakenteettomalla tai yleisesti positiivisesti varautuneella alueella [8] . Tämän tyyppinen signaali on läsnä proteiineissa hnRNP A1, hnRNP D, hnRNP F, hnRNP M ja muissa.