16.2: Sinyal Dizileri ve Reseptörlerin Sıralanması

Sinyal dizileri, yeni sentezlenen proteinleri hücre içindeki uygun konumlarına yönlendiren kısa amino asit dizileridir. Klasik sinyal dizileri on beş ila altmış amino asit uzunluğundadır ve bir polipeptit zincirinin N terminalinde bulunur. Her sinyal dizisi, N terminallerine doğru korunmuş bir bazik kalıntı segmentine, hidrofobik bir çekirdeğe ve polar kalıntılar açısından zengin bir C terminaline sahiptir. C-ucu ayrıca bir sinyal bölünme bölgesi içerir ve bir -3-1 sekans motifine sahiptir. -3-1 dizi motifi, -1 konumunda alanin gibi kısa yan zincirlere sahip amino asitler ve sinyal bölünme bölgesine göre (0 konumu olarak kabul edilir) -3 konumlarında yüksüz kalıntılar içerir.

Hücresel organeller, ayırma sinyallerini tanıyan ve kargoyu doğru bölmeye yönlendiren ayırma reseptörleri içerir. Ayırma reseptörleri, nükleer reseptörler gibi çözünür olabilir veya mitokondri, kloroplast, ER ve peroksizomlarda gözlendiği gibi membrana bağlı olabilir. Proteinler uygun konumlarına teslim edildikten sonra, ayırma reseptörleri, birden fazla protein ayıklama turu için geri dönüştürülür.

Organelin içinde sinyal peptidazları, yeni iletilen proteinin sinyal dizilerini sinyal bölünme bölgelerinde böler. Bazı sinyal dizileri polipeptit içerisinde dahili olarak bulunur ve birçok nükleer proteinde olduğu gibi, ayrılmadan kalıcı olarak ilişkili kalır. Ayrıca bazı sinyal dizileri, transmembran proteinlerinin sabitlenmesine yardımcı olan hidrofobik amino asit kalıntıları açısından zengindir. Bu tür sinyal dizilerine sinyal-sabit dizileri denir. Sinyal dizilerinin mutasyonları veya çıkarılması, proteinlerin hatalı yönlendirilmesine yol açar ve kalıtsal böbrek hastalıkları, otoimmün hastalıklar, kardiyovasküler hastalıklar ve çeşitli metabolik bozukluklar gibi fizyolojik durumlarla ilişkilidir.

Sıralama sinyalleri, proteinleri hücre içindeki uygun konumlarına yönlendiren amino asit dizileridir. Sinyal dizilerinin uzunluğu değişir, ancak genellikle 15 ila 20 amino asit uzunluğundadır ve bir polipeptit zincirinin N-terminal bölgesini çevreler.

Nükleer proteinler gibi bazı proteinler, protein katlanması sırasında sinyal yamaları adı verilen üç boyutlu düzenlemeler oluşturmak için bir araya gelen uzak amino asit kalıntılarına sahip olabilir.

Sıralama sinyalleri ve sinyal yamaları genellikle tam diziden ziyade amino asit özelliklerine göre tanınır.

Belirli bir hücre organeline hedeflenen proteinler, sinyal dizilerinde hidrofobik kalıntıların uzantıları, hidrofobik kalıntılarla değişen pozitif yüklü amino asitler ve hidroksil grupları ile serpiştirilmiş amino asit kalıntıları gibi karakteristik özelliklere sahiptir.

Organel üzerinde bulunan sinyal reseptörleri, karşılık gelen sinyal dizilerini tanımlar ve proteinleri hedef konuma taşır.

Bir protein hedefine ulaştığında, sinyal peptidazları, sinyal peptitlerini C-terminal sinyal bölünme bölgelerinde parçalarken, sıralama reseptörleri, sonraki protein sıralama turlarını katalize etmek için geri dönüştürülür.

Sıralama sinyallerini değiştirmek, proteinleri farklı bir konuma hedefleyebilir. Örneğin, ER proteinlerinin N-terminal sinyal dizisinin sitozolik proteinlere eklenmesi, onları endoplazmik retikulum lümenine yönlendirir.