Péptido obxectivo

Un péptido obxectivo, péptido albo, péptido diana, péptido destino ou péptido enderezo (target peptide) é unha cadea peptídica curta (de 3-70 aminoácidos de longo) que posúen algunhas proteínas e que serve para dirixir o transporte desa proteína a unha rexión específica da célula, como pode ser o núcleo, mitocondria, retículo endoplasmático, cloroplasto, apoplasto, peroxisoma ou membrana plasmática. Algúns destes péptidos son cortados e eliminados da proteína por peptidases do sinal despois de que as proteínas foron transportadas ao seu destino ou enderezo celular.

Tipos polo destino ao que se dirixe a proteína

Secreción

Artigo principal: Péptido sinal.

Case todas as proteínas que están destinadas á vía secretora teñen unha secuencia que consta de 5-30 aminoácidos hidrófobos no extremo N-terminal, que se adoita denominar péptido sinal, secuencia sinal ou péptido líder. Os péptidos sinal forman estruturas en hélice alfa. As proteínas que conteñen tales sinais están destinadas á secreción extracelular, á membrana plasmática, ao lume ou ás membranas do retículo endoplasmático, aparato de Golgi ou endosomas. Certas proteínas unidas a membranas son destinadas á vía secretora polo seu primeiro dominio transmembrana, que lembra un péptido sinal típico.

En procariotas os péptidos sinal dirixen as proteínas acabadas de sintetizar á canle condutora de proteínas SecYEG, que se encontra na membrana plasmática. En eucariotas hai un sistema homólogo, no cal o péptido sinal dirixe as novas proteínas á canle Sec61, que comparte unha similitude estrutural e de secuencia con SecYEG, pero está presente no retículo endoplasmático.^[1] Tanto a canle SecYEG coma a Sec61 adoitan denominarse translocóns, e o transporte a través destas canles denomínase translocación. Mentres que as proteínas segregadas son enfiadas polo interior da canle, os dominios transmembrana poden difundir por unha porta lateral que ten o translocón para particionarse na membrana que as rodea.

Sinal de retención no RE

En eucariotas a maioría das proteínas secretoras sintetizadas son transportadas desde o retículo encoplasmático (RE) ao aparato de Golgi. Se estas proteínas teñen unha determinada secuencia de retención de 4 aminoácidos para o lume do retículo endoplasmático, chamada KDEL, no seu extremo C-terminal, son retidas no lume do RE ou son levadas de volta ao lumen do RE (nos casos en que escapan) por medio da interacción co receptor de KDEL do aparato de Golgi. Se o sinal é KKXX, o mecanismo de retención para o RE é similar, pero a proteína será transmembrana.^[2]

Núcleo

Artigos principais: Sinal de localización nuclear e Sinal de exportación nuclear.

Un sinal de localización nuclear (NLS polas súas siglas en inglés) é un péptido obxectivo que dirixe as proteínas ao núcleo e adoita ser unha unidade consistente en cinco aminoácidos básicos cargados positivamente. O NLS normalmente está localizado en calquera parte da cadea peptídica.

Un sinal de exportación nuclear (NES polas súas siglas en inglés) é un péptido obxectivo que dirixe as proteínas que o levan desde o núcleo de volta ao citosol. Xeralmente consiste en varios aminoácidos hidrófobos (a miúdo a leucina) separados por outros dous ou tres aminoácidos.

Moitas proteínas están facendo continuamente viaxes entre o citosol e o núcleo e estas conteñen tanto un sinal de exportación nuclear coma un sinal de localización nuclear.

Nucléolo

O nucléolo situado dentro do núcleo da célula pode ser o destino de proteínas que leven unha secuencia chamada sinal de localización nucleolar (abreviada en inglés como NoLS ou NOS).

Mitocondrias e plastidios

O sinal de destino mitocondrial tamén coñecido como presecuencia é un péptido de 10-70 aminoácidos de longo que dirixe unha proteína de nova síntese ás mitocondrias. Atópase no extremo N-terminal e consiste nun padrón alternante de aminoácidos hidrófobos e cargados positivamente que forman o que se chama unha hélice anfipática. Os sinais de destino mitocondrial poden conter sinais adicionais que seguidamente dirixen a proteína a diferentes rexións da mitocondria, como a matriz mitocondrial ou a membrana mitocondrial interna. En plantas, un sinal N-terminal (ou péptido de tránsito) dirixe as proteínas aos plastidios de xeito similar. Igual que a maioría dos péptidos sinal, os sinais de destino mitocondrial e os péptidos de tránsito plastidiais específicos son cortados unha vez que a proteína chegou ao seu destino. Algunhas proteínas de plantas teñen un sinal de transporte N-terminal que dirixe as proteínas a ambos os orgánulos e que se adoita chamar péptido de transito de destino dual (dual-targeted).^[3][4] Predise que aproximadamente o 5 % das proteínas totais do orgánulo son de destino dual, se ben esta cifra podería ser maior considerando o grao variable de acumulación de proteínas pasaxeiras en ambos os orgánulos.^[5][6] A especificidade de destino destes peptidos de tránsito depende de moitos factores, incluíndo a carga neta e a afinidade entre os péptidos de tránsito e a maquinaria de transporte do orgánulo.^[7]

Peroxisoma

Hai dous tipos de péptidos obxectivo que dirixen proteínas aos peroxisomas, que se chaman sinal de destino peroxisomal (PTS polas súas siglas en inglés). Un é o PTS1, que está constituído por tres aminoácidos no C-terminal. O outro é o PTS2, formado por unha secuencia de 9 aminoácidos a miúdo presente no N-terminal da proteína.

Exemplos de péptidos obxectivo

Na seguinte táboa úsase a nomenclatura dunha soa letra dos aminoácidos para indicar a estrutura primaria das proteínas. Un prefixo "[n]" indica o N-terminal e un sufico "[c]" o C-terminal; as secuencias que carecen de ambos atópanse na parte media da proteína.^[8][9]

Obxectivo ou destino	Secuencia	Organismo ou proteína fonte
Núcleo (NLS)	PKKKRKV	Antíxeno T grande de SV40 (P03070)
Fóra do núcleo (NES)	IDMLIDLGLDLSD	Regulador transcricional IE63 do HSV P10238
Retículo endoplasmático, secreción (péptido sinal)	[n]MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ	Lactoalbumina (P09462)
Retículo endoplasmático, retención (KDEL)	KDEL[c]
Matriz mitocondrial	[n]MLSLRQSIRFFKPATRTLCSSRYLL	COX4 de Saccharomyces cerevisiae (P04037)
Plastidio	[n]MVAMAMASLQSSMSSLSLSSNSFLGQPLSPITLSPFLQG	RPL24 de Pisum sativum (P11893)
Secreción pregada (Tat)	(S/T)RRXFLK	Preto do N-terminal[10]
Peroxisoma (PTS1)	SKL[c]
Peroxisoma (PTS2)	[n]XXXXRLXXXXXHL

Notas

1. Rapoport T. (novembro de 2007). "Protein translocation across the eukaryotic endoplasmic reticulum and bacterial plasma membranes.". Nature 450 (7170): 663–9. Bibcode:2007Natur.450..663R. PMID 18046402. doi:10.1038/nature06384. 
2. Mariano Stornaiuolo; Lavinia V. Lotti; Nica Borgese; Maria-Rosaria Torrisi; Giovanna Mottola; Gianluca Martire; Stefano Bonatti (marzo de 2003). "KDEL and KKXX Retrieval Signals Appended to the Same Reporter Protein Determine Different Trafficking between Endoplasmic Reticulum, Intermediate Compartment, and Golgi Complex". Molecular Biology of the Cell 14 (3): 889–902. PMC 151567. PMID 12631711. doi:10.1091/mbc.E02-08-0468. 
3. Carrie, Christopher; Small, Ian (febreiro de 2013). "A reevaluation of dual-targeting of proteins to mitochondria and chloroplasts". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research 1833 (2): 253–259. PMID 22683762. doi:10.1016/j.bbamcr.2012.05.029. 
4. Sharma, Mayank; Bennewitz, Bationa; Klösgen, Ralf Bernd (decembro de 2018). "Rather rule than exception? How to evaluate the relevance of dual protein targeting to mitochondria and chloroplasts". Photosynthesis Research (en inglés) 138 (3): 335–343. Bibcode:2018PhoRe.138..335S. ISSN 0166-8595. PMID 29946965. doi:10.1007/s11120-018-0543-7. 
5. Sharma, Mayank; Kretschmer, Carola; Lampe, Christina; Stuttmann, Johannes; Klösgen, Ralf Bernd (2019-06-01). "Targeting specificity of nuclear-encoded organelle proteins with a self-assembling split-fluorescent protein toolkit". Journal of Cell Science (en inglés) 132 (11): jcs230839. ISSN 0021-9533. PMID 31085714. doi:10.1242/jcs.230839. 
6. Baudisch, Bianca; Langner, Uwe; Garz, Ingo; Klösgen, Ralf Bernd (xaneiro de 2014). "The exception proves the rule? Dual targeting of nuclear-encoded proteins into endosymbiotic organelles". New Phytologist (en inglés) 201 (1): 80–90. PMID 24024706. doi:10.1111/nph.12482. 
7. Ge, Changrong; Spånning, Erika; Glaser, Elzbieta; Wieslander, Åke (xaneiro de 2014). "Import Determinants of Organelle-Specific and Dual Targeting Peptides of Mitochondria and Chloroplasts in Arabidopsis thaliana". Molecular Plant (en inglés) 7 (1): 121–136. PMID 24214895. doi:10.1093/mp/sst148. 
8. "Pepscan Motifs". shenlab.sols.unlv.edu. Consultado o 7 de abril de 2019. 
9. "Subcellular localization signal". metadb.riken.jp. Consultado o 7 de abril de 2019. 
10. Lee, PA; Tullman-Ercek, D; Georgiou, G (2006). "The bacterial twin-arginine translocation pathway.". Annual Review of Microbiology 60: 373–95. PMC 2654714. PMID 16756481. doi:10.1146/annurev.micro.60.080805.142212. 

Véxase tamén

Outros artigos

• Enderezamento de proteínas (protein targeting)
• Péptido sinal

Ligazóns externas

• Target Peptide Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
• SPdb (Signal Peptide DataBase) Arquivado 2016-01-22 en Wayback Machine.
• Métodos de predición:
  • SignalP — predí a presenza e localización de sitios de corte do péptido sinal en secuencias de aminoácidos de organismos de todos os dominios da vida.
  • PHOBIUS - topoloxía transmembrana combinada e preditor de péptido sinal