Nukleární lokalizační signál ( NLS ) je část molekuly proteinu , která je nezbytná a dostatečná pro její lokalizaci v buněčném jádře . Jaderný lokalizační signál je místem rozpoznání proteinu transportními faktory - karyoferiny (transportiny), které provádějí jeho přenos do jádra [1] .
Jaderné lokalizační signály mohou být lineární a konformační [2] . Lineární signály jsou spojité aminokyselinové sekvence; mohou být popsány konsensuální sekvencí . K navázání na karyoferiny musí být lineární NLS zpravidla v rozloženém stavu mimo terciární strukturu . Konformační NLS jsou vazebná místa pro karyoferiny, které se tvoří na povrchu proteinových domén .
Jaderné lokalizační signály jsou nutné pro přenos velkých proteinů z cytosolu do jádra. Signály byly přesně určeny technikami rekombinantní DNA pro různé proteiny, které by měly být alespoň dočasně přítomny v jádře. U jednotlivých jaderných proteinů může být složení sekvence odlišné. NLS se mohou nacházet téměř kdekoli v aminokyselinové sekvenci proteinu a předpokládá se, že tvoří specifické smyčky a místa na povrchu proteinu [3] .
Transport proteinu do jádra začíná, když se transportní komplexy navážou na cytoplazmatické fibrily komplexů jaderných pórů . Předpokládá se, že nestrukturované oblasti proteinů jaderných pórů, které představují bariéru pro difúzi velkých molekul, jsou staženy. Na rozdíl od transportu proteinů do jiných organel dochází k transportu do jádra za účasti vodních pórů, a nikoli proteinového nosiče, takže proteiny mohou být dodány do jádra v sestaveném stavu, jako jsou ribozomální podjednotky. Zdá se však, že během přenosu velkých proteinů jadernými póry se struktura přenášených proteinů stále mění [4] .
K roku 2015 je známo 11 lidských karyoferinů , které se podílejí na přenosu proteinů do buněčného jádra jadernými póry (nukleární import). Takové proteiny se také nazývají importiny . Předpokládá se, že každý z importinů rozpoznává jaderné lokalizační signály určité třídy. Pouze několik tříd však bylo dostatečně biochemicky a strukturně charakterizováno [2] .
Klasický neboli základní jaderný lokalizační signál (cNLS) je vůbec prvním popsaným signálem objeveným v 80. letech 20. století [5] [6] . Jedná se o lineární signál skládající se z jednoho nebo dvou shluků kladně nabitých aminokyselinových zbytků: K -K/ R -XK/R nebo K/RK/RX 10-12 (K/R) 3/5 , kde X je jakákoli amino kyselina [2] . Podobné signály byly nalezeny u velkého počtu proteinů, například ve velkém T-antigenu viru SV40 , NCBP1 ( nukleární cap-binding protein subunit 1 ), BRCA1 ( citlivost na rakovinu prsu typu 1 protein ) a LEF1 ( lymfoidní enhancer-binding factor 1 ) [1 ] . cNLS je neobvyklá v tom, že je rozpoznávána adaptorovými proteiny rodiny importin-α en] (karyoferiny-α), které zase tvoří komplex s importinem-β1 ( karyopherin-β1 ), rodinou vlastní transportní faktor.karyoferiny-β [2] .
PY-NLS je jaderný lokalizační signál, který je rozpoznáván transportinem-1 a někdy strukturně příbuznými transportiny-2A a 2B. PY-NLS se skládají z C-koncového motivu R / K / H - X 2-5 - P - Y a N-koncového motivu , který může být obohacen o hydrofobní ( Φ- G / A / S -Φ-Φ, kde Φ je hydrofobní zbytek) nebo kladně nabité aminokyselinové zbytky [7] . Vzdálenost mezi N-koncovým motivem a C-koncovými zbytky PY je 8–13 aminokyselinových zbytků. Pár zbytků PY hraje důležitou roli ve vazbě transportinu-1 a je nezbytný pro fungování jaderného lokalizačního signálu, odtud název PY-NLS. PY-NLS by se měl nacházet v nestrukturované nebo obecně pozitivně nabité oblasti proteinu [8] . Signál tohoto typu je přítomen v proteinech hnRNP A1, hnRNP D, hnRNP F, hnRNP M a dalších.