タンパク質転写因子における推定核局在信号（NLS）

酵母、植物、ハエ、哺乳類を含むすべての真核種の核タンパク質の特徴を含む、少なくとも4つのアルギニンとリジンを含む、強く塩基性ヘキサペプチドの約10の異なる形態を認識しています。これらの基本的なヘキサペプチドは、コア核局在化信号の異なるバージョンであるNLSと見なされます。コアNLSは、ほぼすべての核タンパク質に存在し、調査されたほぼすべての「非関連性のある」細胞質タンパク質に存在します。典型的なNLSコアペプチドを欠く少数の（約10％）タンパク質因子は、コアNLSを持っているタンパク質因子パートナーとの強力な交差併用を介して核に入ることができることをお勧めします。NLS様ペプチドを持っていることがわかったこれらの細胞質タンパク質は、細胞膜タンパク質と密接に関連するか、大きな細胞質タンパク質複合体の不可欠な成分です。一方、コアNLSの一部のバージョンは、多くの細胞膜タンパク質と分泌タンパク質に見られます。これらの場合、細胞外タンパク質のN末端疎水性シグナルペプチドと膜貫通タンパク質の内部疎水性ドメインは、細胞内局在の強い決定因子であると仮定されています。相同核タンパク質間のコアNLSの位置は、保存されている場合とそうでない場合があります。ただし、相同部位から失われた場合、タンパク質の他の場所に表示されます。この検索は、コア核局在化シグナルの性質を理解するための一連のルールを提供します。（1）コアNLSは、4つのアルギニンとリジンを含むヘキサペプチドで最も頻繁に構成されることを提案されています。（2）このヘキサペプチドには、アスパラギン酸およびグルタミン酸残基、およびかさばるアミノ酸（F、Y、W）が存在する必要はありません。（3）アルファヘリックスを壊す酸性残基とプロリンまたはグリシンは、このヘキサペプチドストレッチの隣接領域に頻繁にあります。（4）疎水性残基は、NLSをタンパク質に露出させるコアNLS隣接領域に存在するべきではありません。この研究では、豊富な核タンパク質転写因子から多様な種からいくつかのカテゴリに推定コアNLSを分類しようとします。また、まだ実験的に検証されていない追加のコアNLS構造を提案します。

We have recognized about ten distinct forms of strongly basic hexapeptides, containing at least four arginines and lysines, characteristic of nuclear proteins among all eukaryotic species, including yeast, plants, flies and mammals. These basic hexapeptides are considered to be different versions of a core nuclear localization signal, NLS. Core NLSs are present in nearly all nuclear proteins and absent from nearly all "nonassociated" cytoplasmic proteins that have been investigated. We suggest that the few (approximately 10%) protein factors lacking a typical NLS core peptide may enter the nucleus via their strong crosscomplexation with their protein factor partners that possess a core NLS. Those cytoplasmic proteins found to possess a NLS-like peptide are either tightly associated with cell membrane proteins or are integral components of large cytoplasmic protein complexes. On the other hand, some versions of core NLSs are found in many cell membrane proteins and secreted proteins. It is hypothesized that in these cases the N-terminal hydrophobic signal peptide of extracellular proteins and the internal hydrophobic domains of transmembrane proteins are stronger determinants for their subcellular localization. The position of core NLSs among homologous nuclear proteins may or may not be conserved; however, if lost from an homologous site it appears elsewhere in the protein. This search provides a set of rules to our understanding of the nature of core nuclear localization signals: (1) Core NLS are proposed to consist most frequently of an hexapeptide with 4 arginines and lysines; (2) aspartic and glutamic acid residues as well as bulky amino acids (F, Y, W) need not to be present in this hexapeptide; (3) acidic residues and proline or glycine that break the alpha-helix are frequently in the flanking region of this hexapeptide stretch; (4) hydrophobic residues ought not to be present in the core NLS flanking region allowing for the NLS to be exposed on the protein. In this study we attempt to classify putative core NLS from a wealth of nuclear protein transcription factors from diverse species into several categories, and we propose additional core NLS structures yet to be experimentally verified.