蛋白质分选信号
引导蛋白质运输到细胞质外特定位置的氨基酸序列被称为蛋白质分选信号（sorting signal）。蛋白质和脂类向特定细胞器的取向取决于两个因素：一个是蛋白质的氨基酸序列中含有特殊的蛋白质分选信号；另一个是膜被细胞器上具有分选受体（sorting receptor）。具有信号序列的蛋白质从细胞质运输到相应的膜包覆细胞器，并与膜包覆细胞器上的分选受体结合进入细胞器。不同的分选信号分别引导蛋白质进入细胞核、线粒体、叶绿体、过氧化物酶体和内质网。没有任何信号序列的蛋白质是留在细胞质基质中的细胞质基质驻留蛋白。
一个典型的蛋白质分选信号是一个连续的氨基酸序列，称为信号序列（signal sequence），通常由15～60个氨基酸组成。分选任务完成后，信号序列会从蛋白质中被切除。利用基因工程技术将信号序列从一种蛋白质转移到另一种蛋白质的实验证明，蛋白质分选信号是将蛋白质导向特定细胞器所必需的。例如，位于内质网的蛋白质有N端分选信号序列，而位于细胞质的蛋白质没有。利用DNA重组技术将内质网蛋白质的分选信号序列切除，可将其转化为胞质蛋白。将内质网分选信号序列放置在胞质蛋白序列的前面，可以将其重新定位到内质网。分配到同一目的地的信号序列可以有相当大的变化，即使它们具有相同的功能。物理性质，如疏水性或带电氨基酸的位置，往往比氨基酸的确切顺序对功能更重要。表7-1列出了一些典型的信号序列。
表7-1 一些典型的信号序列
从表7-1可以看出，细胞内不同蛋白质的定向、定位转运主要取决于不同的信号序列类型，大致包括以下几种。
（1）内质网信号序列（ER signal sequence），此类信号序列是位于分泌蛋白N端被最先合成的一段，由疏水氨基酸组成的信号序列，主要引导合成中的蛋白质进入内质网腔。
（2）驻留信号（retention signal），又称内质网驻留蛋白（如二硫键异构酶、结合蛋白等），此类信号序列主要包括：①内质网驻留信号（ER retention signal），它是内质网驻留蛋白所含有的C端KDEL序列，可引导蛋白质从高尔基复合体返回并驻留在内质网中。②内质网回收信号（ER retrieval signal），它是某些内质网驻留蛋白肽键C端所含有的特定氨基酸序列，可溶性蛋白中的驻留信号序列为“赖氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-亮氨酸”（KDEL序列），膜蛋白中的驻留信号序列为“赖氨酸-赖氨酸-X-X”（KKXX序列）。该类蛋白质在进入高尔基复合体后，往往被包装成COPⅠ有被小泡再重新转运回到内质网。(https://www.daowen.com)
（3）核输入信号（nuclear import signal），又称核定位信号（nuclear localization signal，NLS）。在细胞质中合成的核蛋白在其肽链中含有由7个氨基酸（脯氨酸-赖氨酸-赖氨酸-赖氨酸-精氨酸-赖氨酸-缬氨酸）组成的特定信号序列，这些序列负责从细胞质中分选并引导蛋白质输入通过核孔复合物进入细胞。
（4）核输出信号（nuclear export signal）。此类信号序列是在细胞核中形成的大分子复合物（如核糖体蛋白）上的氨基酸信号序列，它的特点是序列中几个疏水氨基酸的相间排列。核输出信号可被核孔复合物上的输出受体识别，进而引导胞内大分子复合物通过核孔复合物从细胞核传递到细胞质。
（5）过氧化物酶体引导信号（peroxisomal targeting signal，PTS）。该类信号序列是过氧化物酶体基质蛋白C端所含的（“丝氨酸-赖氨酸-亮氨酸”）3个氨基酸组成的特定信号序列，可引导细胞质中合成的过氧化物酶体蛋白进入过氧化物酶体。
（6）转运肽（transit peptide）。该类信号序列是编码线粒体和（或）质体核基因组的前体蛋白N端的特定氨基酸序列。转运肽的信号序列由20～80个氨基酸组成，其主要特征有：①转运肽通常含有丰富的碱性氨基酸，尤其是精氨酸，这些带正电的氨基酸残基帮助肽序列运输到带负电的线粒体基质。②丝氨酸等亲水羟基氨基酸含量较高。③一般不含带负电荷的酸性氨基酸。④可形成亲水性和疏水性的α螺旋，有利于线粒体双膜的跨越。
根据蛋白质的序列组成和蛋白质分拣信号的结构特点，蛋白质分拣信号可分为两类：①信号序列。它是一个引导蛋白质定向转移的线性序列，通常有15～60个氨基酸残基，对引导蛋白没有特殊要求，通常发生在N端。信号序列确定了分选受体，能指导蛋白质运输到适当的位置。例如，一个分泌蛋白质的信号肽由位于多肽N端的16～26个氨基酸组成，它有三个区域，分别是带正电荷的N端区、中间的疏水核心区和极性的与成熟肽链连接的C端剪切区。新生分泌蛋白的信号肽将肽链导向内质网，然后将其切除。②信号斑（signal patch）。它由分隔开的氨基酸序列在蛋白折叠时相互接近组成，或者在蛋白折叠后形成暴露的固定距离的多个信号斑。折叠完成的蛋白质中存在信号斑，构成信号斑的信号序列不一定相邻。信号肽通常发生在多肽链的末端，但它们也可以位于其他位置。信号斑折叠在一起形成蛋白质分选信号。正常情况下，蛋白质分选和转运引导功能完成后，信号斑不会被切除，而是保留下来。信号斑识别特定糖残基标记的酶蛋白，并引导其定向转运。
虽然信号序列的蛋白质定位功能具有特异性，但具有相同转运定位靶点的信号序列，即使其氨基酸序列组成差异很大，也可以具有相同的功能，这可能是由信号序列的一些物理特性所决定的，如带电荷氨基酸在肽链中的位置、信号序列中氨基酸的疏水性等，这或许要比氨基酸序列的精确性在信号识别过程中的作用更为重要。