Signaalpeptiden

Signaalpeptiden zijn korte aminozuursequenties aan het N-terminus van veel eiwitten die bepalen of een eiwit via de secretory pathway naar buiten het celoppervlak, naar secretie buiten de cel of naar het membraan gaat. Ze bestaan gewoonlijk uit ongeveer 15 tot 30 aminozuren en hebben drie functionele delen: een positief geladen n-regio aan het begin, een lang, hydrofoob h-regio, en een polaire c-regio met de cleavagesite.

Tijdens de eiwitproductie wordt het signaal herkend door het signaalherkenningsdeeltje SRP (signal recognition particle). De SRP bindt de signaalpeptide en pauzeert tijdelijk de translatie, waarna het ribosoom-nascent complex naar het ER-membraan wordt geleid via de SRP-receptor. Daar wordt het complex overgebracht naar het Sec61-translocon. De eiwitketen wordt vervolgens door het translocon het ER-lumen in getransloceerd, of, als het eiwit een signaal-anker sequentie bevat, in het membraan geïntegreerd in plaats van volledig gekliefd te worden. De meeste signaalpeptiden worden daarna gekliefd door een signaalpeptidase in het ER, waarna het rijpe eiwit verder rijpt en gevoldenteert in het Golgi-systeem.

Een signaalpeptide kan ook dienen als transmembraan-domein zonder cleaving, wanneer het fungeert als een signaal-anker (type I/II membrane eiwitten). Het werkingmechanisme volgt de “positive-inside rule”, waarbij meer positief geladen residuen de cytosol bepalen ten opzichte van de lumenzijde.

Signaalpeptiden zijn essentieel voor secretie en membraanlokalisatie van eiwitten zoals secreted enzymen, hormonen en receptoren. Moderne predicting tools zoals SignalP worden gebruikt om signaalpeptiden in proteïnen te herkennen. Defecten in signaalpeptiden kunnen leiden tot mislokalisatie of inefficientie van secretie.