真核生物および原核生物シグナルペプチドの推定シグナルペプチダーゼ認識部位と配列

多様な原核生物および真核生物源からの39のタンパク質の収縮シグナルペプチドが比較されています。長さとアミノ酸の組成はさまざまですが、不安定なペプチドは約12アミノ酸の疎水性コアを共有しています。通常、積極的に帯電した残基（LYSまたはARG）は、通常、疎水性コアに先行します。コア終了は、荷電残基の発生、ポリペプチドのベータターンを誘導する可能性のある残基の配列、または潜在的なアルファヘリックスまたはベータ拡張鎖構造の中断によって定義されます。疎水性コアには、体重平均、37％LEU：15％ALA：10％VAL：10％PHE：7％ILEと21％の他の疎水性アミノ酸が非ランダム配列に配置されています。疎水性コアに続いて（最後の残留物によって整列）、ALAの非常に非ランダムで局所的な分布は、コアに続く最初の8つの位置で明らかです。シグナルペプチダーゼ切断に先行する最も頻繁な配列。コア配列に続いて6番目のアミノ酸の後に配置された優先切断部位を使用して、シグナルペプチダーゼ認識シーケンスA-X-Bの存在を提案します。上記の27の下線付きALA残基のうち22は、ペプチダーゼ切断にAまたはBとして関与します。位置Aには、より大きな脂肪族アミノ酸、LEU、VAL、ILE、およびB（主にALA、Gly、Ser）ですでに見つかった残基が含まれます。好ましい切断部位は、疎水性コアのアミノ末端アライメントではなくカルボキシルから識別できるため、カルボキシルの端は、切断が発生すると考えられている小胞体の内腔に向かって内向きになることが提案されています。この方向は、コアと切断部位の間に通常見られる予測ベータターンと相まって、信号シーケンスの逆ヘアピン挿入を意味します。私たちが説明する構造的特徴は、DNA配列に由来する推定アミノ酸配列でシグナルペプチドと切断部位を識別するのに役立つはずです。

Presecretory signal peptides of 39 proteins from diverse prokaryotic and eukaryotic sources have been compared. Although varying in length and amino acid composition, the labile peptides share a hydrophobic core of approximately 12 amino acids. A positively charged residue (Lys or Arg) usually precedes the hydrophobic core. Core termination is defined by the occurrence of a charged residue, a sequence of residues which may induce a beta-turn in a polypeptide, or an interruption in potential alpha-helix or beta-extended strand structure. The hydrophobic cores contain, by weight average, 37% Leu: 15% Ala: 10% Val: 10% Phe: 7% Ile plus 21% other hydrophobic amino acids arranged in a non-random sequence. Following the hydrophobic cores (aligned by their last residue) a highly non-random and localized distribution of Ala is apparent within the initial eight positions following the core: (formula; see text) Coincident with this observation, Ala-X-Ala is the most frequent sequence preceding signal peptidase cleavage. We propose the existence of a signal peptidase recognition sequence A-X-B with the preferred cleavage site located after the sixth amino acid following the core sequence. Twenty-two of the above 27 underlined Ala residues would participate as A or B in peptidase cleavage. Position A includes the larger aliphatic amino acids, Leu, Val and Ile, as well as the residues already found at B (principally Ala, Gly and Ser). Since a preferred cleavage site can be discerned from carboxyl and not amino terminal alignment of the hydrophobic cores it is proposed that the carboxyl ends are oriented inward toward the lumen of the endoplasmic reticulum where cleavage is thought to occur. This orientation coupled with the predicted beta-turn typically found between the core and the cleavage site implies reverse hairpin insertion of the signal sequence. The structural features which we describe should help identify signal peptides and cleavage sites in presumptive amino acid sequences derived from DNA sequences.