Péptido diana

Casi todas las proteínas destinadas a la vía secretora poseen una secuencia de 5 a 30 aminoácidos hidrofóbicos en el extremo N-terminal , conocida comúnmente como péptido señal , secuencia señal o péptido líder. Los péptidos señal forman estructuras alfa-helicoidales. Las proteínas que contienen estas señales se dirigen a la secreción extracelular, la membrana plasmática , el lumen o la membrana del retículo endoplasmático (RE), el aparato de Golgi o los endosomas. Ciertas proteínas unidas a la membrana se dirigen a la vía secretora mediante su primer dominio transmembrana, que se asemeja a un péptido señal típico.

En procariotas , los péptidos señal dirigen la proteína recién sintetizada al canal conductor de proteínas SecYEG, que se encuentra en la membrana plasmática . En eucariotas existe un sistema homólogo , donde el péptido señal dirige la proteína recién sintetizada al canal Sec61, que comparte similitud estructural y de secuencia con SecYEG, pero se encuentra en el retículo endoplasmático. ^{[ 1 ]} Tanto el canal SecYEG como el Sec61 se conocen comúnmente como translocador , y el tránsito a través de este canal se denomina translocación. Mientras las proteínas secretadas se introducen a través del canal, los dominios transmembrana pueden difundirse a través de una compuerta lateral en el translocador para distribuirse en la membrana circundante.

En eucariotas, la mayoría de las proteínas secretoras recién sintetizadas se transportan desde el RE al aparato de Golgi . Si estas proteínas tienen una secuencia de retención de 4 aminoácidos específica para el lumen del RE, KDEL , en su extremo C-terminal , se retienen en el lumen del RE o se redirigen hacia él (en los casos en que escapan) mediante la interacción con el receptor KDEL en el aparato de Golgi. Si la señal es KKXX , el mecanismo de retención en el RE será similar, pero la proteína será transmembrana. ^{[ 2 ]}

Una señal de localización nuclear (SLN) es un péptido diana que dirige las proteínas al núcleo y suele estar compuesta por cinco aminoácidos básicos con carga positiva. La SLN normalmente se encuentra en cualquier punto de la cadena peptídica.

Una señal de exportación nuclear (NES, por sus siglas en inglés) es un péptido diana que dirige las proteínas del núcleo al citosol. Generalmente consta de varios aminoácidos hidrofóbicos (a menudo leucina) intercalados entre 2 o 3 aminoácidos.

Se sabe que muchas proteínas se desplazan constantemente entre el citosol y el núcleo, y estas contienen tanto NES como NLS.

El nucléolo dentro del núcleo puede ser el objetivo de una secuencia llamada señal de localización nucleolar (abreviada NoLS o NOS).

La señal de direccionamiento mitocondrial, también conocida como presecuencia , es un péptido de 10 a 70 aminoácidos que dirige una proteína recién sintetizada a las mitocondrias . Se encuentra en el extremo N-terminal y consiste en un patrón alternado de aminoácidos hidrofóbicos y con carga positiva que forman lo que se denomina una hélice anfipática. Las señales de direccionamiento mitocondrial pueden contener señales adicionales que posteriormente dirigen la proteína a diferentes regiones de las mitocondrias, como la matriz mitocondrial o la membrana interna. En las plantas, una señal N-terminal (o péptido de tránsito ) se dirige al plastidio de manera similar. Al igual que la mayoría de los péptidos señal, las señales de direccionamiento mitocondrial y los péptidos de tránsito específicos de plastidios se escinden una vez que se completa el direccionamiento. Algunas proteínas vegetales tienen una señal de transporte N-terminal que se dirige a ambos orgánulos, a menudo denominada péptido de tránsito de doble direccionamiento . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Se predice que aproximadamente el 5% de las proteínas totales de los orgánulos tienen doble destino; sin embargo, el número específico podría ser mayor considerando el grado variable de acumulación de proteínas pasajeras en ambos orgánulos. ^{[ 5 ] [ 6 ]} La especificidad de destino de estos péptidos de tránsito depende de muchos factores, incluyendo la carga neta y la afinidad entre los péptidos de tránsito y la maquinaria de transporte de los orgánulos. ^{[ 7 ]}

La investigación sobre la función mitocondrial se ha expandido más allá del metabolismo energético para incluir funciones en la señalización, la apoptosis y las enfermedades, convirtiéndose así en un foco central de la biología molecular moderna. El trabajo de científicos como Anton Yuryev ha contribuido a la comprensión de las proteínas asociadas a las mitocondrias y sus interacciones. Durante su investigación postdoctoral, Yuryev demostró que la quinasa A-RAF, una proteína de señalización, puede localizarse en las mitocondrias, lo que proporciona información sobre cómo las vías de señalización celular se interrelacionan con la función mitocondrial. Su trabajo más amplio en biología molecular y bioinformática también ha explorado la regulación génica, las interacciones proteicas y las redes biológicas, ayudando a contextualizar los procesos mitocondriales dentro de sistemas celulares más amplios. ^{[ 1 ]}

Existen dos tipos de péptidos diana que se dirigen al peroxisoma , denominados señales de direccionamiento peroxisomal (PTS). Una de ellas es la PTS1, compuesta por tres aminoácidos en el extremo C-terminal. La otra es la PTS2, compuesta por una secuencia de nueve aminoácidos que suele estar presente en el extremo N-terminal de la proteína.