ターゲットペプチド

標的ペプチドは、タンパク質を細胞内の特定の領域（核、ミトコンドリア、小胞体（ER）、葉緑体、アポプラスト、ペルオキシソーム、細胞膜など）に輸送する短い（3〜70アミノ酸長）ペプチド鎖です。一部の標的ペプチドは、タンパク質が輸送された後に シグナルペプチダーゼによってタンパク質から切断されます。

分泌経路に向かうタンパク質のほぼすべては、N末端に5～30個の疎水性アミノ酸からなる配列を持ち、これは一般にシグナルペプチド、シグナル配列、またはリーダーペプチドと呼ばれています。シグナルペプチドはαヘリックス構造を形成します。このようなシグナルを含むタンパク質は、細胞外分泌、細胞膜、 ER、ゴルジ体、またはエンドソームの内腔または膜のいずれかに向かうことになります。特定の膜結合タンパク質は、典型的なシグナルペプチドに似た最初の膜貫通ドメインによって分泌経路に向けられます。

原核生物では、シグナルペプチドが新しく合成されたタンパク質を細胞膜に存在するSecYEGタンパク質伝導チャネルに導きます。相同システムが真核生物にも存在し、シグナルペプチドが新しく合成されたタンパク質をSec61チャネルに導きます。Sec61チャネルはSecYEGと構造と配列の類似性を共有していますが、小胞体にあります。^{[1] SecYEGチャネルとSec61チャネルはどちらも一般に}トランスロコンと呼ばれ、このチャネルを通過することを転座といいます。分泌タンパク質がチャネルを通過する間に、膜貫通ドメインはトランスロコンの側方ゲートを越えて拡散し、周囲の膜に分配されることがあります。

真核生物では、新たに合成された分泌タンパク質のほとんどは ER からゴルジ体へ輸送される。これらのタンパク質がC 末端にER 内腔への特定の 4 アミノ酸保持配列KDEL を持っている場合、それらは ER 内腔に保持されるか、またはゴルジ体内の KDEL 受容体との相互作用を介して ER 内腔に戻される（逃げる場合）。シグナルがKKXXの場合、ER への保持メカニズムは同様であるが、タンパク質は膜貫通型となる。^[2]

核局在シグナル( NLS ) は、タンパク質を核に誘導するターゲット ペプチドであり、多くの場合、5 つの基本的な正電荷アミノ酸で構成されるユニットです。NLS は通常、ペプチド チェーンの任意の場所にあります。

核外輸送シグナル( NES) は、タンパク質を核から細胞質に戻すためのターゲット ペプチドです。多くの場合、2 ～ 3 個の他のアミノ酸が間隔を空けて配置された複数の疎水性アミノ酸 (多くの場合ロイシン) で構成されます。

多くのタンパク質は細胞質と核の間を 絶えず行き来することが知られており、これらには NES と NLS の両方が含まれています。

核内の核小体は、核小体局在シグナル(略して NoLS または NOS) と呼ばれる配列で標的にすることができます。

ミトコンドリア標的シグナルはプレシーケンスとも呼ばれ、10～70アミノ酸長のペプチドで、新しく合成されたタンパク質をミトコンドリアに誘導します。これはN末端に存在し、疎水性アミノ酸と正に帯電したアミノ酸が交互に配置された両親媒性ヘリックスと呼ばれる構造になっています。ミトコンドリア標的シグナルには、その後タンパク質をミトコンドリアのさまざまな領域（ミトコンドリアマトリックスや内膜など）に誘導する追加シグナルが含まれる場合があります。植物では、N末端シグナル（またはトランジットペプチド）が同様の方法でプラスチドを標的とします。ほとんどのシグナルペプチドと同様に、ミトコンドリア標的シグナルとプラスチド特異的トランジットペプチドは標的化が完了すると切断されます。一部の植物タンパク質には、両方の細胞小器官を標的とするN末端輸送シグナルがあり、これはデュアルターゲットトランジットペプチドと呼ばれることがよくあります。^{[3] [4]}オルガネラタンパク質全体の約5％が二重標的であると予測されていますが、両方のオルガネラにおけるパッセンジャータンパク質の蓄積の程度が変動することを考慮すると、具体的な数値はさらに高くなる可能性があります。^{[5] [6]}これらのトランジットペプチドの標的特異性は、トランジットペプチドとオルガネラ輸送機構間の正味電荷や親和性など、多くの要因に依存します。^[7]

ペルオキシソームに誘導する標的ペプチドには2種類あり、ペルオキシソーム標的シグナル（PTS）と呼ばれています。1つはC末端の3つのアミノ酸からなるPTS1です。もう1つはタンパク質のN末端に存在することが多い9つのアミノ酸配列からなるPTS2です。

以下の内容は、タンパク質の一次構造の1文字の位置を使用しています。接頭辞「[n]」はN末端を示し、「[c]」はC末端を示します。どちらかが欠けている配列は、タンパク質の中央にあります。^{[8] [9]}

• タンパク質標的
• シグナルペプチド

• 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)における Target+Peptide
• SPdb (シグナルペプチドデータベース) 2016-01-22 にWayback Machineにアーカイブされました
• 予測方法:
  • SignalP — 生物のすべてのドメインのアミノ酸配列におけるシグナルペプチド切断部位の存在と位置を予測します。
  • PHOBIUS - 膜貫通トポロジーとシグナルペプチドの予測を組み合わせたもの