Sinyal peptidi - Signal peptide

tanımlayıcılar
Sembol Yok
OPM süper ailesi 256
OPM proteini 1skh

Bir sinyal peptidi (bazen şu şekilde ifade sinyal sekansı , hedefleme sinyalinin , lokalizasyon sinyali , lokalizasyon sekansını , transit peptidi , lider sekans ya da lider peptidi ) bir kısa peptid (genellikle 16-30 amino asitleri uzun), mevcut N-terminal (ya da bazen C-terminali ) salgı yoluna doğru yönlendirilen yeni sentezlenen proteinlerin çoğu . Bu proteinler, belirli organellerin ( endoplazmik retikulum , Golgi veya endozomlar ) içinde bulunan, hücreden salgılanan veya çoğu hücre zarına yerleştirilen proteinleri içerir . Tip I zara bağlı proteinlerin çoğu sinyal peptitlerine sahip olsa da , tip II ve çok yayılmalı zara bağlı proteinlerin çoğu , bölünmemesi dışında biyokimyasal olarak bir sinyal dizisine benzeyen ilk transmembran alanları tarafından salgı yoluna hedeflenir . Onlar bir tür hedef peptittir .

İşlev (yer değiştirme)

Sinyal peptitleri, bir hücreyi proteini, genellikle hücresel membrana yer değiştirmesi için harekete geçirme işlevi görür . Olarak prokaryotlar , sinyal peptitleri mevcut olan SecYEG proteini iletici kanal, yeni sentezlenen protein doğrudan plazma zarı . Ökaryotlarda , sinyal peptidinin yeni sentezlenen proteini, SecYEG ile yapısal ve dizi benzerliğini paylaşan, ancak endoplazmik retikulumda bulunan Sec61 kanalına yönlendirdiği homolog bir sistem mevcuttur . Hem SecYEG hem de Sec61 kanallarına genel olarak translokon denir ve bu kanaldan geçiş translokasyon olarak bilinir. Salgılanan proteinler kanal boyunca ilerlerken, transmembran alanları, çevreleyen membrana bölünmek için translokondaki bir yan kapı boyunca yayılabilir.

Sinyal peptid yapısı

Sinyal peptidinin çekirdeği, tek bir alfa sarmalı oluşturma eğiliminde olan ve aynı zamanda "h-bölgesi" olarak adlandırılan uzun bir hidrofobik amino asit dizisi (yaklaşık 5-16 kalıntı uzunluğunda) içerir. Ek olarak, birçok sinyal peptidi, pozitif-içeri kuralı olarak bilinen şeyle translokasyon sırasında polipeptidin uygun topolojisinin uygulanmasına yardımcı olabilecek, pozitif yüklü kısa bir amino asit dizisiyle başlar . N-terminaline yakın konumu nedeniyle "n-bölgesi" olarak adlandırılır. Sinyal peptidinin sonunda, tipik olarak, sinyal peptidaz tarafından tanınan ve parçalanan ve dolayısıyla bölünme bölgesi olarak adlandırılan bir amino asit dizisi vardır . Bununla birlikte, bu bölünme bölgesi, bazen sinyal ankor dizileri olarak adlandırılan sinyal peptitleri olarak görev yapan transmembran alanlarında yoktur. Sinyal peptidaz, serbest bir sinyal peptidi ve olgun bir protein oluşturmak için translokasyon sırasında veya tamamlandıktan sonra bölünebilir. Serbest sinyal peptitleri daha sonra spesifik proteazlar tarafından sindirilir. Ayrıca, farklı sinyal peptidleri tarafından farklı hedef konumlar hedeflenir. Örneğin, mitokondriyal ortamı hedefleyen bir hedef peptidin yapısı uzunluk açısından farklılık gösterir ve küçük pozitif yüklü ve hidrofobik uzantıların değişen bir modelini gösterir. Çekirdek hedefleyen sinyal peptitleri, bir proteinin hem N-terminalinde hem de C-terminalinde bulunabilir ve vakaların çoğunda olgun proteinde tutulur.

N-terminal sinyal peptidinin amino asit dizisini , amino asitleri birer birer ayıran siklik bir prosedür olan Edman bozunması ile belirlemek mümkündür .

Eş-çeviri ve çeviri sonrası translokasyon

Hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda sinyal dizileri, eş-çeviri veya çeviri sonrası olarak hareket edebilir.

Eş-çeviri yolu, sinyal peptidi ribozomdan çıktığında ve sinyal tanıma partikülü (SRP) tarafından tanındığında başlatılır . SRP daha sonra translasyonu durdurur (çeviri durması sadece Ökaryotlarda meydana gelir) ve sinyal dizisi-ribozom-mRNA kompleksini plazma zarının (prokaryotlarda) veya ER'nin (ökaryotlarda) yüzeyinde bulunan SRP reseptörüne yönlendirir. . Membran hedefleme tamamlandığında, sinyal dizisi translokona eklenir. Ribozomlar daha sonra fiziksel olarak translokonun sitoplazmik yüzüne kenetlenir ve protein sentezi devam eder.

Translasyon sonrası yol, protein sentezi tamamlandıktan sonra başlatılır. Prokaryotlarda, translasyon sonrası substratların sinyal sekansı tarafından tanınan SecB şaperon proteini aktaran protein SecA da translokon yoluyla proteinin pompalar ATPaz. Translasyon sonrası translokasyonun ökaryotlarda meydana geldiği bilinmesine rağmen, tam olarak anlaşılamamıştır. Bununla birlikte, mayada translasyon sonrası translokasyonun, translokon ve iki ek zara bağlı protein, Sec62 ve Sec63 gerektirdiği bilinmektedir .

Sinyal peptitleri salgılama verimliliğini belirler

Sinyal peptitleri son derece heterojendir ve birçok prokaryotik ve ökaryotik sinyal peptiti, farklı türler arasında bile işlevsel olarak değiştirilebilir, ancak protein salgılamanın etkinliği, sinyal peptiti tarafından güçlü bir şekilde belirlenir.

Nükleotid seviyesi özellikleri

Omurgalılarda, sinyal peptidini kodlayan mRNA bölgesi (yani sinyal dizisi kodlama bölgesi veya SSCR), spesifik aktivitelere sahip bir RNA elemanı olarak işlev görebilir. SSCR'ler, nükleer mRNA ihracatını ve endoplazmik retikulumun yüzeyine uygun lokalizasyonu teşvik eder. Bunlar düşük sahiptir: Buna ek olarak SSCRs özel dizi özelliklerine sahip adenin ,-içeriği belirli açısından zenginleştirilmiş olan, motiflerin ve birinci içinde mevcut olma eğilimi ekson beklenenden daha yüksek olan bir sıklıkta uygulanır.

Sinyal peptitsiz salgı

Sinyal peptitleri olmayan proteinler de geleneksel olmayan mekanizmalarla salgılanabilir. Örneğin İnterlökin, Galektin. Bu tür salgı proteinlerinin hücre dışına erişme süreci, geleneksel olmayan protein salgılaması (UPS) olarak adlandırılır . Bitkilerde salgılanan proteinlerin %50'si bile UPS'e bağımlı olabilir.

isimlendirme

Sinyal peptitleri bazen lider mRNA tarafından kodlanan lider peptitlerle karıştırılmamalıdır, ancak her ikisi de bazen belirsiz bir şekilde "lider peptitler" olarak anılır. Bu diğer lider peptitler, protein lokalizasyonunda işlev görmeyen, ancak bunun yerine ana proteinin transkripsiyonunu veya translasyonunu düzenleyebilen ve nihai protein dizisinin bir parçası olmayan kısa polipeptitlerdir. Bu tip lider peptit, uORF'ler (yukarı akış açık okuma çerçeveleri) olarak adlandırılan ökaryotik genleri düzenlemek için benzer bir mekanizma kullanılmasına rağmen, öncelikle bakterilerde bulunan bir gen düzenleme biçimine atıfta bulunur.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kapp, Katja; Schrempf, Sabrina; Lemberg, Marius K.; Dobberstein, Bernhard (2013-01-01). Sinyal Peptitlerinin Hedefleme Sonrası İşlevleri . Landes Biyobilim.
  2. ^ Owji, Hacer; Nezafat, Navid; Negahdaripour, Manica; Hacıebrahimi, Ali; Ghasemi, Younes (Ağustos 2018). "Sinyal peptitlerinin kapsamlı bir incelemesi: Yapı, roller ve uygulamalar". Avrupa Hücre Biyolojisi Dergisi . 97 (6): 422–441. doi : 10.1016/j.ejcb.2018.06.003 . PMID  29958716 .
  3. ^ Blobel G, Dobberstein B (Aralık 1975). "Proteinlerin zarlardan transferi. I. Murin miyelomun zara bağlı ribozomlarında proteolitik olarak işlenmiş ve işlenmemiş yeni oluşan immünoglobulin hafif zincirlerinin varlığı" . Hücre Biyolojisi Dergisi . 67 (3): 835–51. doi : 10.1083/jcb.67.3.835 . PMC  2111658 . PMID  811671 .
  4. ^ Rapoport TA (Kasım 2007). "Ökaryotik endoplazmik retikulum ve bakteriyel plazma zarları boyunca protein translokasyonu". Doğa . 450 (7170): 663–9. Bibcode : 2007Natur.450..663R . doi : 10.1038/nature06384 . PMID  18046402 . S2CID  2497138 .
  5. ^ Käll L, Krogh A, Sonnhammer EL (Mayıs 2004). "Birleştirilmiş bir transmembran topolojisi ve sinyal peptidi tahmin yöntemi". Moleküler Biyoloji Dergisi . 338 (5): 1027–36. doi : 10.1016/j.jmb.2004.03.016 . PMID  15111065 .
  6. ^ von Heijne G , Gavel Y (Temmuz 1988). "Entegral zar proteinlerinde topojenik sinyaller" . Avrupa Biyokimya Dergisi . 174 (4): 671–8. doi : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb14150.x . PMID  3134198 .
  7. ^ "26.6 Peptit Sıralaması: Edman Bozulması" . Kimya LibreTexts . 2015-08-26 . 2018-09-27 alındı .
  8. ^ "N-terminali sıralama hizmeti - Edman bozulması" . www.alphalyse.com . 2018-09-27 alındı .
  9. ^ Walter P, Ibrahimi I, Blobel G (Kasım 1981). "Endoplazmik retikulum boyunca proteinlerin translokasyonu. I. Sinyal tanıma proteini (SRP), salgı proteinini sentezleyen in vitro olarak birleştirilmiş polisomlara bağlanır" . Hücre Biyolojisi Dergisi . 91 (2 Puan 1): 545–50. doi : 10.1083/jcb.91.2.545 . PMC  2111968 . PMID  7309795 .
  10. ^ Gilmore R, Blobel G, Walter P (Kasım 1982). "Endoplazmik retikulum boyunca protein translokasyonu. I. Sinyal tanıma parçacığı için bir reseptörün mikrozomal membranında algılama" . Hücre Biyolojisi Dergisi . 95 (2 Puan 1): 463–9. doi : 10.1083/jcb.95.2.463 . PMC  2112970 . PMID  6292235 .
  11. ^ Görlich D, Prehn S, Hartmann E, Kalies KU, Rapoport TA (Ekim 1992). "SEC61p ve SECYp'nin bir memeli homologu, translokasyon sırasında ribozomlar ve yeni oluşan polipeptitler ile ilişkilidir". Hücre . 71 (3): 489-503. doi : 10.1016/0092-8674(92)90517-G . PMID  1423609 . S2CID  19078317 .
  12. ^ Panzner S, Dreier L, Hartmann E, Kostka S, Rapoport TA (Mayıs 1995). "Sec proteinleri ve Kar2p'nin saflaştırılmış bir kompleksi ile sulandırılmış mayada translasyon sonrası protein taşınması" . Hücre . 81 (4): 561–70. doi : 10.1016/0092-8674(95)90077-2 . PMID  7758110 . S2CID  14398668 .
  13. ^ Kober L, Zehe C, Bode J (Nisan 2013). "Yüksek eksprese eden CHO hücre hatlarının geliştirilmesi için optimize edilmiş sinyal peptitleri". Biyoteknoloji ve Biyomühendislik . 110 (4): 1164-73. doi : 10.1002/bit.24776 . PMID  23124363 . S2CID  449870 .
  14. ^ von Heijne G (Temmuz 1985). "Sinyal dizileri. Varyasyon sınırları". Moleküler Biyoloji Dergisi . 184 (1): 99–105. doi : 10.1016/0022-2836(85)90046-4 . PMID  4032478 .
  15. ^ Molino JV, de Carvalho JC, Mayfield SP (2018-02-06). "Mikroalglerde heterolog protein ekspresyonu için salgı sinyal peptitlerinin karşılaştırılması: Chlamydomonas reinhardtii için salgı portföyünün genişletilmesi" . PLOS BİR . 13 (2): e0192433. Bibcode : 2018PLoSO..1392433M . doi : 10.1371/journal.pone.01192433 . PMC  5800701 . PMID  29408937 .
  16. ^ Palazzo AF, Springer M, Shibata Y, Lee CS, Dias AP, Rapoport TA (Aralık 2007). "Sinyal dizisi kodlama bölgesi, mRNA'nın nükleer ihracatını destekler" . PLOS Biyoloji . 5 (12): e322. doi : 10.1371/journal.pbio.0050322 . PMC  2100149 . PMID  18052610 .
  17. ^ Cenik C, Chua HN, Zhang H, Tarnawsky SP, Akef A, Derti A, et al. (Nisan 2011). Snyder M (ed.). "Genom analizi, salgı ve mitokondriyal genler için 5'UTR intronları ve nükleer mRNA ihracatı arasındaki etkileşimi ortaya koymaktadır" . PLOS Genetik . 7 (4): e1001366. doi : 10.1371/journal.pgen.1001366 . PMC  3077370 . PMID  21533221 .
  18. ^ Nikel W, Seedorf M (2008). "Ökaryotik hücrelerin hücre yüzeyine protein taşınmasının geleneksel olmayan mekanizmaları". Hücre ve Gelişim Biyolojisinin Yıllık Gözden Geçirilmesi . 24 : 287–308. doi : 10.1146/annurev.cellbio.24.110707.175320 . PMID  18590485 .
  19. ^ Agrawal GK, Jwa NS, Lebrun MH, Job D, Rakwal R (Şubat 2010). "Bitki sekretom: salgılanan proteinlerin sırlarının kilidini açma". Proteomik . 10 (4): 799-827. doi : 10.1002/pmic.200900514 . PMID  19953550 . S2CID  20647387 .

Dış bağlantılar