Et nuklear lokaliseringssignal ( NLS ) er en del af et proteinmolekyle, der er nødvendig og tilstrækkelig til dets lokalisering i cellekernen . Det nukleare lokaliseringssignal er stedet for proteingenkendelse af transportfaktorer - karyopheriner (transportiner), som udfører dets overførsel til kernen [1] .
Nukleare lokaliseringssignaler kan være lineære og konformationelle [2] . Lineære signaler er kontinuerte aminosyresekvenser ; de kan beskrives ved en konsensussekvens . For at binde til karyopheriner skal lineær NLS som regel være i en udfoldet tilstand uden for den tertiære struktur . Konformationelle NLS'er er bindingssteder for karyopheriner, der dannes på overfladen af proteindomæner .
Nukleare lokaliseringssignaler er nødvendige for overførsel af store proteiner fra cytosolen til kernen. Signaler er blevet præcist bestemt ved rekombinante DNA-teknikker for en række proteiner, der i det mindste midlertidigt skulle være til stede i kernen. For individuelle nukleare proteiner kan sammensætningen af sekvensen være anderledes. NLS'er kan være placeret næsten hvor som helst i aminosyresekvensen af et protein og menes at danne specifikke løkker og steder på proteinoverfladen [3] .
Proteintransport ind i kernen begynder, når transportkomplekserne binder sig til de cytoplasmatiske fibriller i kerneporekomplekserne . Det antages, at de ustrukturerede områder af nukleare poreproteiner, som repræsenterer en barriere for diffusionen af store molekyler, trækkes tilbage. I modsætning til transporten af proteiner til andre organeller sker transport til kernen med deltagelse af vandporer og ikke en proteinbærer, så proteiner kan leveres til kernen i en samlet tilstand, som ribosomale underenheder. Men under overførslen af store proteiner gennem nukleare porer ser det ud til, at strukturen af de overførte proteiner stadig ændres [4] .
Fra 2015 kendes 11 humane karyopheriner, der er involveret i overførslen af proteiner til cellekernen gennem nukleare porer (nuklear import). Sådanne proteiner kaldes også importins . Det antages, at hver af importinerne genkender de nukleare lokaliseringssignaler af en bestemt klasse. Imidlertid er kun få klasser blevet tilstrækkeligt biokemisk og strukturelt karakteriseret [2] .
Det klassiske, eller grundlæggende, nukleare lokaliseringssignal (cNLS) er det første signal nogensinde beskrevet, opdaget i 1980'erne [5] [6] . Det er et lineært signal bestående af en eller to klynger af positivt ladede aminosyrerester: K -K / R -XK / R eller K / RK / RX 10-12 (K / R) 3/5 , hvor X er en hvilken som helst aminosyre. syre [2] . Lignende signaler er blevet fundet i et stort antal proteiner, for eksempel i det store T-antigen af SV40-viruset , NCBP1 ( nuklear cap-bindende protein underenhed 1 ), BRCA1 ( modtagelighed for brystkræft type 1 ) protein ) og LEF1 ( lymfoid enhancer-binding factor 1 ) [1 ] . cNLS er usædvanligt ved, at det genkendes af adapterproteiner af importin-α en]-familien (karyopherins-α), som igen danner et kompleks med importin-β1 ( karyopherin-β1 ), familiens egen transportfaktor karyopherins-β [2] .
PY-NLS er et nukleart lokaliseringssignal, der genkendes af transportin-1 og nogle gange strukturelt beslægtede transportiner-2A og 2B. PY-NLS'er består af et C-terminalt R / K / H - X 2-5 - P - Y - motiv og et N-terminalt motiv, der kan beriges med hydrofobisk ( Φ- G / A / S -Φ-Φ, hvor Φ er hydrofob rest) eller positivt ladede aminosyrerester [7] . Afstanden mellem det N-terminale motiv og de C-terminale PY-rester er 8-13 aminosyrerester. Parret af PY-rester spiller en vigtig rolle i bindingen af transportin-1 og er afgørende for funktionen af det nukleare lokaliseringssignal, deraf navnet PY-NLS. PY-NLS bør være lokaliseret i en ustruktureret eller generelt positivt ladet region af proteinet [8] . Et signal af denne type er til stede i proteinerne hnRNP A1, hnRNP D, hnRNP F, hnRNP M og andre.