信号识别颗粒（Signal Recognition Particle，SRP）是蛋白质分泌和膜蛋白定位过程中起关键作用的核糖核蛋白复合物。SRP通过识别新生多肽链上的信号肽序列，指导这些多肽链进入内质网或细胞膜，从而确保蛋白质的正确定位和功能发挥。
结构与组成
SRP由RNA和多种蛋白质亚基组成，其结构和组成因生物种类而异。以真核生物为例，典型的SRP由以下几个部分组成：
1. 7S RNA：约300个核苷酸长，作为SRP的核心结构，起到支架和调控的作用。
2. 6种蛋白质亚基：包括SRP54、SRP19、SRP68、SRP72、SRP9和SRP14。其中，SRP54是最关键的亚基，直接参与信号肽的识别和结合。
作用机制
SRP在蛋白质合成和定位中的作用机制可分为几个主要步骤：
1. 信号肽识别：
- 在翻译过程中，新生多肽链上的信号肽序列被暴露出来。SRP通过其SRP54亚基识别并结合这个信号肽，形成SRP-核糖体-多肽链复合物。
2. 翻译暂停：
- SRP与信号肽结合后，暂时暂停核糖体的翻译过程。这一机制防止了新生多肽链在细胞质中过早折叠或错误定位。
3. 定位到内质网（ER）：
- SRP-核糖体复合物与内质网膜上的SRP受体（SRP receptor）结合。SRP受体由SRα和SRβ两个亚基组成，SRα具有GTPase活性，负责与SRP54相互作用。
4. 转移与复位：
- SRP受体与SRP相互作用后，促使核糖体与内质网膜上的蛋白质导入通道（translocon）结合。SRP和SRP受体水解GTP，释放SRP并复位到细胞质中，核糖体继续翻译并将新生多肽链导入内质网腔内。
5. 蛋白质的进一步加工：
- 进入内质网后，新合成的蛋白质继续翻译、折叠和修饰，最终定位到其功能部位，如内质网、细胞膜或分泌到细胞外。
生物学意义
1. 蛋白质定位和分泌：
- SRP确保分泌蛋白和膜蛋白被正确导入内质网腔，避免蛋白质在细胞质中的错误折叠和聚集。
2. 膜蛋白的合成和定位：
- SRP系统是膜蛋白正确定位和功能发挥的关键，对于维持细胞膜的结构和功能具有重要意义。
3. 细胞质和内质网的协调：
- SRP系统通过调控翻译暂停和重启，在蛋白质合成与内质网导入之间建立精确的时空协调。
临床相关
1. 蛋白质错折叠疾病：
- SRP系统功能异常可能导致蛋白质在细胞质中错误折叠和聚集，相关疾病包括某些神经退行性疾病和代谢性疾病。
2. 抗生素靶点：
- SRP和相关机制在细菌中的作用机制与真核生物类似，某些抗生素通过干扰细菌的SRP系统来抑制蛋白质合成和细菌生长。
结论
信号识别颗粒（SRP）是蛋白质分泌和膜蛋白定位过程中不可或缺的分子机器。通过识别并结合新生多肽链上的信号肽序列，SRP指导蛋白质进入内质网或细胞膜，确保蛋白质的正确定位和功能发挥。理解SRP的结构和作用机制，对于研究蛋白质合成、定位及相关疾病具有重要意义。