En nukleär lokaliseringssignal ( NLS ) är en del av en proteinmolekyl som är nödvändig och tillräcklig för dess lokalisering i cellkärnan . Den nukleära lokaliseringssignalen är platsen för proteinigenkänning av transportfaktorer - karyoferiner (transportiner), som utför dess överföring till kärnan [1] .
Nukleära lokaliseringssignaler kan vara linjära och konformationella [2] . Linjära signaler är kontinuerliga aminosyrasekvenser ; de kan beskrivas med en konsensussekvens . För att binda till karyoferiner måste linjär NLS, som regel, vara i ett utvikt tillstånd, utanför den tertiära strukturen . Konformationella NLS är bindningsställen för karyoferiner som bildas på ytan av proteindomäner .
Nukleära lokaliseringssignaler krävs för överföring av stora proteiner från cytosolen till kärnan. Signaler har noggrant bestämts med rekombinanta DNA-tekniker för en mängd olika proteiner som åtminstone tillfälligt borde finnas i kärnan. För enskilda nukleära proteiner kan sammansättningen av sekvensen vara annorlunda. NLS kan finnas nästan var som helst i aminosyrasekvensen av ett protein och tros bilda specifika loopar och platser på proteinytan [3] .
Proteintransport in i kärnan börjar när transportkomplexen binder till de cytoplasmatiska fibrillerna i kärnporkomplexen . Det antas att de ostrukturerade regionerna av nukleära porproteiner, som representerar en barriär för diffusion av stora molekyler, dras tillbaka. Till skillnad från transport av proteiner till andra organeller sker transport till kärnan med deltagande av vattenporer, och inte en proteinbärare, så proteiner kan levereras till kärnan i ett sammansatt tillstånd, som ribosomala subenheter. Men under överföringen av stora proteiner genom kärnporer verkar det som om strukturen hos de överförda proteinerna fortfarande förändras [4] .
Från och med 2015 är 11 mänskliga karyoferiner kända som är involverade i överföringen av proteiner till cellkärnan genom kärnporer (kärnimport). Sådana proteiner kallas också importins . Det antas att var och en av importinerna känner igen de nukleära lokaliseringssignalerna för en viss klass. Emellertid har endast ett fåtal klasser karakteriserats tillräckligt biokemiskt och strukturellt [2] .
Den klassiska, eller grundläggande, nukleära lokaliseringssignalen (cNLS) är den första signalen som någonsin beskrivits, upptäckt på 1980-talet [5] [6] . Det är en linjär signal som består av ett eller två kluster av positivt laddade aminosyrarester: K -K / R -XK / R eller K / RK / RX 10-12 (K / R) 3/5 , där X är vilken amino som helst syra [2] . Liknande signaler har hittats i ett stort antal proteiner, till exempel i det stora T-antigenet av SV40-viruset , NCBP1 ( nukleärt cap-bindande protein subenhet 1 ), BRCA1 ( bröstcancer typ 1 känslighet protein ) och LEF1 ( lymfoidförstärkarbindande faktor 1 ) [1 ] . cNLS är ovanligt genom att det känns igen av adapterproteiner från importin-α en] -familjen (karyopherins-α), som i sin tur bildar ett komplex med importin-β1 ( karyopherin-β1 ), familjens egen transportfaktor karyoferiner-β [2] .
PY-NLS är en nukleär lokaliseringssignal som känns igen av transportin-1 och ibland strukturellt relaterade transportiner-2A och 2B. PY-NLS består av ett C-terminalt R / K / H - X 2-5 - P - Y - motiv och ett N-terminalt motiv som kan anrikas i hydrofob ( Φ- G / A / S -Φ-Φ, där Φ är hydrofob rest) eller positivt laddade aminosyrarester [7] . Avståndet mellan det N-terminala motivet och de C-terminala PY-resterna är 8–13 aminosyrarester. Paret av PY-rester spelar en viktig roll i bindningen av transportin-1 och är avgörande för funktionen av den nukleära lokaliseringssignalen, därav namnet PY-NLS. PY-NLS bör vara belägen i en ostrukturerad eller allmänt positivt laddad region av proteinet [8] . En signal av denna typ finns närvarande i proteinerna hnRNP Al, hnRNP D, hnRNP F, hnRNP M och andra.