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.
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 los 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.
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 al RE será similar, pero la proteína será transmembranal. [2]
Una señal de localización nuclear (NLS) es un péptido diana que dirige las proteínas al núcleo y suele ser una unidad formada por 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.
El nucléolo dentro del núcleo puede ser apuntado con una secuencia llamada señal de localización nucleolar (abreviada NoLS o NOS).
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]
Existen dos tipos de péptidos diana que se dirigen al peroxisoma , denominados 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.
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]