真核细胞的核孔复合体（Nuclear pore complex, NPC）是控制物质进出细胞核的通道。小分子物质可以通过自有扩散或被动扩散进出细胞核。这就是为什么大家在研究一些蛋白质的时候，发现没有核定位信号也能定位到细胞核中的原因。

一般来说，分子量大于50kDa的蛋白质必须通过主动运输才能进出细胞核。因此，这些蛋白需要有核定位信号（nuclear localization signal, NLS）和核输出信号（nuclear export signal, NES）。

核定位信号（NLS）主要分为3种类型：（1）经典核定位信号；（2）转运蛋白β2识别的核定位信号，又叫PY-NLS；（3）核定位信号斑；（4）假核定位信号；（5）其他

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

（1）经典核定位信号的序列特征、作用机制等是目前研究的最清楚的，因此也是最容易预测出来和进行实验证明的。经典核定位信号主要分为2种：i)单分型经典核定位信号; ii)双分型经典核定位信号。经典核定位信号能够被importinα/β1识别。

i)单分型经典核定位信号最早是在SV40（猿猴空泡病毒）的大T抗原上发现的，氨基酸序列是Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val，其中红色标记的Lys赖氨酸（K）是关键氨基酸，K是个碱性氨基酸。当把Lys赖氨酸突变为Tyr酪氨酸时，SV40的大T抗原就失去了核定位功能。后来科学家又在其他蛋白上发现了类似的单分型NLS，总结成规律就是Lys-Arg/Lys-X-Arg/Lys，氨基酸单字母缩写就是K-R/K-X-R/K。R/K/H都是碱性氨基酸，所以有时候是H的话可能也符合核定位信号的特征。所以大家可以看到单分型经典核定位信号的特征就是一串碱性氨基酸。大家如果发现自己的蛋白定位在细胞核，可以对照着这个序列特征检查一下。

ii)双分型经典核定位信号和单分型经典核定位信号不同的地方在于，单分型经典核定位信号只有一串碱性氨基酸，而双分型经典核定位信号有两串碱性氨基酸，中间可能有10-12个氨基酸间隔开来。双分型经典核定位信号的规律总结起来就是R/K-(X)10-12-RRKK。需要注意的是，有时候是H或者R、K微调的话也是有可能的。

（2）转运蛋白β2识别的核定位信号，又叫PY-NLS。非经典核定位信号主要被importinβ的同系物识别，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。另外还有2种大家了解比较少的叫疏水性PY-NLS（简写为hPY-NLS）和碱性PY-NLS（简写为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。碱性PY-NLS的氨基酸序列特征是R/K/H(5–8)X(8–10)PY。

（3）核定位信号斑。通常说的经典核定位信号、非经典核定位信号和PY-NLS等都有特定的氨基酸序列特征，而核定位信号斑不是一段有固定特征的氨基酸序列，而是能够被importinα识别的空间表位。也就说一个蛋白无论是有一段特定的氨基酸序列能够被importinα/β识别，还是一个蛋白的某个空间构象表位能够被importinα/β识别，就能入核。比如JAK-STAT信号通路激活的时候，STAT1二聚体中的亚基的碱性氨基酸相互靠近，形成的空间表位能够importinα识别，从而入核。

（4）假核定位信号。需要注意的是，不是所有预测出来的符合核定位信号序列特征的核定位信号都有功能，这类核定位信号又叫假核定位信号。当然，有时候其实不是这个核定位信号没有功能，而是一个蛋白的定位是受到多种翻译后修饰和其他条件调控的，所以某些情况下核定位信号不能发挥作用或作用有限。

（5）其他。有些蛋白质虽然自身没有核定位信号，但是可以通过和其他有核定位信号的蛋白互作，通过搭便车的方式被其他蛋白带入细胞核。

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