真核細(xì)胞的核孔復(fù)合體（Nuclear pore complex, NPC）是控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道。小分子物質(zhì)可以通過(guò)自有擴(kuò)散或被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞核。這就是為什么大家在研究一些蛋白質(zhì)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有核定位信號(hào)也能定位到細(xì)胞核中的原因。

一般來(lái)說(shuō)，分子量大于50kDa的蛋白質(zhì)必須通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸才能進(jìn)出細(xì)胞核。因此，這些蛋白需要有核定位信號(hào)（nuclear localization signal, NLS）和核輸出信號(hào)（nuclear export signal, NES）。

核定位信號(hào)（NLS）主要分為3種類(lèi)型：（1）經(jīng)典核定位信號(hào)；（2）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β2識(shí)別的核定位信號(hào)，又叫PY-NLS；（3）核定位信號(hào)斑；（4）假核定位信號(hào)；（5）其他

核定位序列特征（Yun Hak Kim et al. 2017. Anat Cell Biol）

（1）經(jīng)典核定位信號(hào)的序列特征、作用機(jī)制等是目前研究的最清楚的，因此也是最容易預(yù)測(cè)出來(lái)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明的。經(jīng)典核定位信號(hào)主要分為2種：i)單分型經(jīng)典核定位信號(hào);  ii)雙分型經(jīng)典核定位信號(hào)。經(jīng)典核定位信號(hào)能夠被importinα/β1識(shí)別。

i)單分型經(jīng)典核定位信號(hào)最早是在SV40（猿猴空泡病毒）的大T抗原上發(fā)現(xiàn)的，氨基酸序列是Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val，其中紅色標(biāo)記的Lys賴(lài)氨酸（K）是關(guān)鍵氨基酸，K是個(gè)堿性氨基酸。當(dāng)把Lys賴(lài)氨酸突變?yōu)門(mén)yr酪氨酸時(shí)，SV40的大T抗原就失去了核定位功能。后來(lái)科學(xué)家又在其他蛋白上發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的單分型NLS，總結(jié)成規(guī)律就是Lys-Arg/Lys-X-Arg/Lys，氨基酸單字母縮寫(xiě)就是K-R/K-X-R/K。R/K/H都是堿性氨基酸，所以有時(shí)候是H的話(huà)可能也符合核定位信號(hào)的特征。所以大家可以看到單分型經(jīng)典核定位信號(hào)的特征就是一串堿性氨基酸。大家如果發(fā)現(xiàn)自己的蛋白定位在細(xì)胞核，可以對(duì)照著這個(gè)序列特征檢查一下。

ii)雙分型經(jīng)典核定位信號(hào)和單分型經(jīng)典核定位信號(hào)不同的地方在于，單分型經(jīng)典核定位信號(hào)只有一串堿性氨基酸，而雙分型經(jīng)典核定位信號(hào)有兩串堿性氨基酸，中間可能有10-12個(gè)氨基酸間隔開(kāi)來(lái)。雙分型經(jīng)典核定位信號(hào)的規(guī)律總結(jié)起來(lái)就是R/K-(X)10-12-RRKK。需要注意的是，有時(shí)候是H或者R、K微調(diào)的話(huà)也是有可能的。

（2）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β2識(shí)別的核定位信號(hào)，又叫PY-NLS。非經(jīng)典核定位信號(hào)主要被importinβ的同系物識(shí)別，比如importinβ2等。PY-NLS的序列特征是R/K/H-X(2-5)-P-Y。含有PY-NLS的代表性蛋白包括hnRNPA1和Hrp1等。另外還有2種大家了解比較少的叫疏水性PY-NLS（簡(jiǎn)寫(xiě)為hPY-NLS）和堿性PY-NLS（簡(jiǎn)寫(xiě)為bPY-NLS）。疏水性PY-NLS的氨基酸序列特征是ФG/A/SФФX(11–13)PY，其中Ф表示疏水性氨基酸。堿性PY-NLS的氨基酸序列特征是R/K/H(5–8)X(8–10)PY。

（3）核定位信號(hào)斑。通常說(shuō)的經(jīng)典核定位信號(hào)、非經(jīng)典核定位信號(hào)和PY-NLS等都有特定的氨基酸序列特征，而核定位信號(hào)斑不是一段有固定特征的氨基酸序列，而是能夠被importinα識(shí)別的空間表位。也就說(shuō)一個(gè)蛋白無(wú)論是有一段特定的氨基酸序列能夠被importinα/β識(shí)別，還是一個(gè)蛋白的某個(gè)空間構(gòu)象表位能夠被importinα/β識(shí)別，就能入核。比如JAK-STAT信號(hào)通路激活的時(shí)候，STAT1二聚體中的亞基的堿性氨基酸相互靠近，形成的空間表位能夠importinα識(shí)別，從而入核。

（4）假核定位信號(hào)。需要注意的是，不是所有預(yù)測(cè)出來(lái)的符合核定位信號(hào)序列特征的核定位信號(hào)都有功能，這類(lèi)核定位信號(hào)又叫假核定位信號(hào)。當(dāng)然，有時(shí)候其實(shí)不是這個(gè)核定位信號(hào)沒(méi)有功能，而是一個(gè)蛋白的定位是受到多種翻譯后修飾和其他條件調(diào)控的，所以某些情況下核定位信號(hào)不能發(fā)揮作用或作用有限。

（5）其他。有些蛋白質(zhì)雖然自身沒(méi)有核定位信號(hào)，但是可以通過(guò)和其他有核定位信號(hào)的蛋白互作，通過(guò)搭便車(chē)的方式被其他蛋白帶入細(xì)胞核。

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