Les séquences signal (et la séquence signal de stratégie de protéine tri) ont été découverts dans les années 1970 dans les protéines sécrétées qui sont en translocation à travers le ER membrane comme une première étape vers leur sortie éventuelle de la cellule. Dans l'expérience clé, les ARNm codant pour une protéine sécrétée a été traduit par les ribosomes in vitro. Quand les microsomes ont été omis dans ce système acellulaire, la protéine synthétisée est légèrement plus grande que la protéine sécrétée normale, la longueur supplémentaire étant le peptide de tête N-terminale. En présence de microsomes dérivés du RE rugueux, cependant, une protéine de la taille correcte a été produite. Ces résultats ont été expliqués par l'hypothèse du signal, ce qui a postulé que le leader sert séquence signal ER qui dirige la protéine secrétée à la membrane du RE et est ensuite éliminé par clivage par une peptidase de signal dans la membrane du RE avant que le polypeptide de chaîne a été achevé (La Figure 1).
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Figure 1 L'hypothèse de signal |
L'hypothèse de signal. Une représentation simplifiée d'une protéine de translocation à travers la membrane du RE, comme proposé initialement. Lorsque la séquence signal ER émerge du ribosome, réalise le ribosome à un translocateur sur la membrane du RE qui forme un pore dans Une vue simplifiée de la protéine translocation à travers la ER membrane , comme initialement proposé. Lorsque la séquence signal ER émerge du ribosome, il dirige le ribosome à un translocateur sur la membrane du RE qui forme un pore dans la membrane à travers laquelle le polypeptide est transloqué. La séquence signal est coupée durant la translation par une peptidase signal et la protéine mature est libérée dans la lumière du RE immédiatement après avoir été synthétisé. Nous savons maintenant que l'hypothèse est correcte dans les grandes lignes, mais que des composants supplémentaires en plus de ceux représentés sur cette figure sont obligatoires. Selon l'hypothèse du signal, la sécrétion de protéines doit être extrudée dans la lumière du microsome pendant sa synthèse in vitro. Cela peut être démontré par un traitement avec une protéase: une protéine nouvellement synthétisée faite en l'absence de microsomes est dégradée lorsque la protéase est ajoutée au milieu, tandis que la même protéine fabriquée en présence de microsomes reste intact car il est protégé par la microsomale membrane. Lorsque les protéines sans ER séquences de signaux sont synthétisés de façon similaire in vitro, ils ne sont pas importés dans les microsomes et sont donc dégradées par le traitement de la protéase.
L'hypothèse du signal a été soigneusement testé par des expériences génétiques et biochimiques et se trouve à appliquer à la fois des cellules végétales et animales, ainsi que pour la protéine translocation à travers la bactérienne membrane plasmique et, comme nous l’avons vu, les membranes des mitochondries, les chloroplastes, et peroxysomes. N-terminaux ER séquences de signaux guider non seulement des protéines sécrétées solubles, mais aussi les précurseurs de toutes les autres protéines produites par les ribosomes liés à la membrane du RE rugueux, y compris des protéines de membrane. La fonction de signalisation de ces peptides a été démontrée en utilisant directement l’ADN recombinant des techniques pour joindre des séquences signal ER de protéines qui ne possèdent généralement pas eux; les protéines de fusion résultantes sont dirigées vers le RE.
Les systèmes exempts de cellules dans lesquelles les protéines sont importées dans des microsomes ont fourni des procédures de dosage puissants pour l’identification, la purification, et d’étudier les différentes composantes de la machinerie moléculaire responsable de l’ER processus d'importation.