Signalni peptid

Signalni peptid ili signalna sekvenca (vodeća sekvenca, vodeći peptid) je kratki (sa 5-30 aminokiselina) peptid na N-vrhu većine novosintetiziranih proteina koji su namenjeni prolazu kroz sekretorne puteve.^[1] U ovu grupu se ubrajaju oni unutar pojedinih organela (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, endosomi), koji se izlučuju iz ćelije ili se umeću u ćelijske membrane. Većina transmembranskih proteina tipa I sadrže signalne peptide, dok se većina proteina tipa II i višeprolaznih membranskih proteina nalazi u sekretornim putemima na osnovu njihovog prvog transmembranskog domena, koji biohemijski liči na signalnu sekvencu, mada se ne dolazi do odsjecanja.^[2][3][4]

Signalni peptid
Identifikatori
Simbol	Nije raspoloživ
OPM superporodica	292
OPM protein	1skh

Translokacija

Kod prokariota, signalni peptidi usmjeravaju novosintetizirani protein u SecYEG kanal za provođenje, koji se nalazi u ćelijskoj membrani. Kod eukariota postoji homologni sistem, koji novonastaleproteine usmjerava u Sec61 kanal, koji, po sekvenci i strukturi, liči na SecYEG, ali je prisutan u endoplazmatskom retikulumu.^[5] Oba ova kanala, SecYEG i Sec61, imaju zajedničko ime translokon, dok se prenos kroz ove kanale naziva translokacija. Dok se proteini izlučuju kroz kanal, može doći do difuzije transmembranskih domena u okolnu membranu, kroz bočnu stranu translokona.

Struktura

Osnovu signalnog peptida čini dugačak segment hidrofobnih aminokiselina koje formiraju jedan alfa heliks. Mnogi signalni peptidi počinju kratkim pozitivno naelektrisanim segmentom aminokiselina, koji, tokom translokacije, može podržati uspostavljanju korektne topologije polipeptida, što je poznato kao pozitivno unutrašnje pravilo. Na kraju signalnog peptida, tipično postoji segment aminokiselina koji prepoznaju i presjecaju signalne peptidaze. To mjesto presjecanja nemaju transmembranski domeni koji služe kao signalni peptidi. Signalne peptidaze mogu djelovati tokom, ili nakon završetka translokacije. Formiraju slobodne signalne peptide i zreli protein. Slobodni signalni peptidi se dalje razgrađuju specifičnim proteazama.

Određivanja efikasnosti lučenja

Signalni peptidi su izuzetno heterogenic, a mnogi prokariotski i eukariotskii su funkcijski izmjenjivi čak i između različitih vrsta. Međutim, signalni peptidi snažno određuju efikasnost sekrecije protein.^[6][7]

Osobenosti razine nukleotida

U kičmenjaka, na području iRNK koja kodira signalne peptide (tj. regija sekvenci kodiranja signala ili SSCR) može poslužiti kao [[RNKgg element sa konkretnim aktivnostima. SSCR podstiču izlaz jedarne iRNK i odgovarajuće lokalizacije na površini endoplazmatskog retikuluma. Osim toga, SSCR imaju specifične karakteristike sekvence: imaju nizak sadržaj adenina, obogaćeni u određenim motivimnim sekvencama i imaju tendenciju da budu prisutni u prvom egzonu učestalije nego što se očekivalo.^[8][9]

Smanjivanje sekrecije

Proteini bez signalnih peptida mogu se lučiti nekonvencionalnim mehanizmima, npr. interleukin, galektin.^[10] Proces u kojem takvi sekrecijski proteini dobijaju pristup ćelijskoj okolini se naziva nekonvencijsko lučenje proteina (UPS). U biljkama, od njega može biti ovisno čak 50% sekrecije protein.^[11]

Također pogledajte

• Proteoliza
• Proteaza

Reference

1. Blobel G., Dobberstein B. (1975):. "Transfer of proteins across membranes. I. Presence of proteolytically processed and unprocessed nascent immunoglobulin light chains on membrane-bound ribosomes of murine myeloma". J Cell Bio. 67 (3): 835–51. PMID 811671.CS1 održavanje: dodatna interpunkcija (link)
2. Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London, ISBN 0-12-361811-8.
3. Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
4. Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
5. Rapoport T. (2007): Protein translocation across the eukaryotic endoplasmic reticulum and bacterial plasma membranes. Nature, 450 (7170): 663–669.
6. Kober L, Zehe C, Bode J (april 2013). "Optimized signal peptides for the development of high expressing CHO cell lines". Biotechnol. Bioeng. 110 (4): 1164–73. doi:10.1002/bit.24776. PMID 23124363.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
7. von Heijne G. (2013): Signal sequences: The limits of variation. J. Mol. Biol., 184 (1): 99–105.
8. Palazzo, Alexander F.; Springer, Michael; Shibata, Yoko; Lee, Chung-Sheng; Dias, Anusha P.; Rapoport, Tom A. (2007). "The Signal Sequence Coding Region Promotes Nuclear Export of mRNA". PLoS Biology. 5 (12): e322. doi:10.1371/journal.pbio.0050322. ISSN 1544-9173. PMC 2100149. PMID 18052610.
9. Cenik, Can; Chua, Hon Nian; Zhang, Hui; Tarnawsky, Stefan P.; Akef, Abdalla; Derti, Adnan; Tasan, Murat; Moore, Melissa J.; Palazzo, Alexander F.; Roth, Frederick P. (2011). Snyder, Michael (ured.). "Genome Analysis Reveals Interplay between 5′UTR Introns and Nuclear mRNA Export for Secretory and Mitochondrial Genes". PLoS Genetics. 7 (4): e1001366. doi:10.1371/journal.pgen.1001366. ISSN 1553-7404. PMC 3077370. PMID 21533221.
10. Nickel, W; Seedorf, M (2008). "Unconventional mechanisms of protein transport to the cell surface of eukaryotic cells". Annual review of cell and developmental biology. 24: 287–308. PMID 18590485.
11. Agrawal, G. K.; Jwa, NS; Lebrun, M. H.; Job, D; Rakwal, R (2010). "Plant secretome: unlocking secrets of the secreted proteins". Proteomics. 10 (4): 799–827. PMID 19953550.

Vanjski linkovi

• Signal Peptide na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
• SPdb (Signal Peptide DataBase) Arhivirano 22. 1. 2016. na Wayback Machine
• SignalP — predicts the presence and location of signal peptide cleavage sites