เปปไทด์เป้าหมาย คือ ลำดับเปปไท ด์สั้นๆ ( ยาว3-70 กรดอะมิโน ) ที่ เป็น ตัวกำหนดทิศทางการขนส่งโปรตีนไปยังบริเวณเฉพาะในเซลล์รวมถึงนิวเคลียสไมโทคอน เดรี ยเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) คลอโรพลาสต์ อะโพพลาส ต์ เพอร์ออก ซิโซมและเยื่อหุ้มเซลล์ เปปไทด์เป้าหมายบางส่วนจะถูกตัดออกจากโปรตีนโดยเอนไซม์ซิกแนลเปปติเดสหลังจากที่โปรตีนถูกขนส่งแล้ว

โปรตีนเกือบทั้งหมดที่ถูกส่งไปยังเส้นทางการหลั่งจะมีลำดับกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำ 5-30 ตัวอยู่ที่ปลายN-terminusซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเปปไทด์สัญญาณลำดับสัญญาณ หรือเปปไทด์นำ เปปไทด์สัญญาณจะสร้างโครงสร้างแบบอัลฟาเฮลิกซ์ โปรตีนที่มีสัญญาณดังกล่าวจะถูกส่งไปยังการหลั่งออกนอกเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ ลูเมนหรือเยื่อหุ้ม ของเอนโดพลาสมิกเรติคูลั ม (ER) กอลจิ หรือเอนโดโซม โปรตีนที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์บางชนิดจะถูกส่งไปยังเส้นทางการหลั่งโดยโดเมนทรานส์เมมเบรนแรก ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับเปปไทด์สัญญาณทั่วไป

ในโปรคาริโอตเปปไทด์สัญญาณจะนำโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ไปยังช่องนำโปรตีน SecYEG ซึ่งมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ระบบที่คล้ายคลึงกันนี้มีอยู่ในยูคาริโอตโดยที่เปปไทด์สัญญาณจะนำโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ไปยังช่อง Sec61 ซึ่งมีโครงสร้างและลำดับที่คล้ายคลึงกับ SecYEG แต่มีอยู่ในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม^{[ 1 ]}ทั้งช่อง SecYEG และ Sec61 มักถูกเรียกว่าทรานสโลคอนและการผ่านช่องนี้เรียกว่าทรานสโลเคชัน ในขณะที่โปรตีนที่หลั่งออกมาจะถูกส่งผ่านช่อง โดเมนทรานส์เมมเบรนอาจแพร่กระจายผ่านประตูทางด้านข้างในทรานสโลคอนเพื่อแบ่งตัวเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์โดยรอบ

ในยูคาริโอต โปรตีนหลั่งที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ส่วนใหญ่จะถูกขนส่งจาก ER ไปยังGolgi apparatusหากโปรตีนเหล่านี้มีลำดับการกักเก็บกรดอะมิโน 4 ตัวเฉพาะสำหรับลูเมนของ ER คือKDELที่ปลาย C-terminus โปรตีน เหล่านี้จะถูกกักเก็บไว้ในลูเมนของ ER หรือถูกส่งกลับไปยังลูเมนของ ER (ในกรณีที่หลุดออกไป) ผ่านการโต้ตอบกับตัวรับ KDEL ใน Golgi apparatus หากสัญญาณเป็นKKXXกลไกการกักเก็บไปยัง ER จะคล้ายกัน แต่โปรตีนจะเป็นโปรตีนทรานส์เมมเบรน^{[ 2 ]}

สัญญาณระบุตำแหน่งนิวเคลียส (NLS) คือเปปไทด์เป้าหมายที่นำโปรตีนไปยังนิวเคลียส และมักเป็นหน่วยที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนพื้นฐานที่มีประจุบวก 5 ตัว โดยปกติ NLS จะอยู่ตำแหน่งใดก็ได้บนสายเปปไทด์

สัญญาณส่งออกนิวเคลียส (NES) คือเปปไทด์เป้าหมายที่นำโปรตีนจากนิวเคลียสกลับไปยังไซโตโซล โดยมักประกอบด้วยกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำหลายตัว (ส่วนใหญ่มักเป็นลิวซีน) คั่นด้วยกรดอะมิโนอื่นๆ 2-3 ตัว

เป็นที่ทราบกันดีว่าโปรตีนหลายชนิดมีการเคลื่อนย้ายไปมาระหว่างไซโตโซลและนิวเคลียสอย่างต่อเนื่อง และโปรตีนเหล่านี้มีทั้ง NES และ NLS

นิวคลีโอลัสภายในนิวเคลียสสามารถถูกกำหนดเป้าหมายได้ด้วยลำดับที่เรียกว่าสัญญาณระบุตำแหน่งนิวคลีโอลัส (ย่อว่า NoLS หรือ NOS)

สัญญาณนำส่งไปยังไมโทคอนเดรีย หรือที่เรียกว่าลำดับ ก่อนนำ ส่ง (presequence)คือเปปไทด์ที่มีความยาว 10-70 กรดอะมิโน ซึ่งทำหน้าที่นำโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ไปยังไมโทคอนเดรียโดยจะอยู่ที่ปลายด้าน N-terminus และประกอบด้วยรูปแบบสลับกันของกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำและกรดอะมิโนที่มีประจุบวก ก่อให้เกิดโครงสร้างที่เรียกว่าเกลียวแอมฟิพาติก (amphipathic helix) สัญญาณนำส่งไปยังไมโทคอนเดรียอาจมีสัญญาณเพิ่มเติมที่นำส่งโปรตีนไปยังบริเวณต่างๆ ของไมโทคอนเดรีย เช่น เมทริกซ์ ของไมโทคอนเดรียหรือเยื่อหุ้มชั้นใน ในพืช สัญญาณที่ปลายด้าน N-terminus (หรือเปปไทด์นำส่ง ) จะนำทางไปยังพลาสติดในลักษณะเดียวกัน เช่นเดียวกับเปปไทด์สัญญาณส่วนใหญ่ สัญญาณนำส่งไปยังไมโทคอนเดรียและเปปไทด์นำส่งเฉพาะพลาสติดจะถูกตัดออกเมื่อการนำทางเสร็จสมบูรณ์ โปรตีนในพืชบางชนิดมีสัญญาณนำส่งที่ปลายด้าน N-terminus ที่นำทางไปยังทั้งสองออร์แกเนลล์ ซึ่งมักเรียกว่าเปปไทด์นำส่งแบบกำหนดเป้าหมายคู่ (dual-targeted transit peptide) ^{[ 3 ] [ 4 ]}คาดว่าโปรตีนออร์แกเนลล์ทั้งหมดประมาณ 5% จะถูกกำหนดเป้าหมายแบบคู่ อย่างไรก็ตาม จำนวนที่เฉพาะเจาะจงอาจสูงกว่านี้เมื่อพิจารณาถึงระดับการสะสมของโปรตีนผู้โดยสารในออร์แกเนลล์ทั้งสองที่แตกต่างกัน^{[ 5 ] [ 6 ]}ความจำเพาะในการกำหนดเป้าหมายของเปปไทด์นำส่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงประจุสุทธิและความสัมพันธ์ระหว่างเปปไทด์นำส่งและกลไกการขนส่งของออร์แกเนลล์^{[ 7 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับหน้าที่ของ ไมโทคอนเดรียได้ขยายขอบเขตออกไปนอกเหนือจากการเผาผลาญพลังงาน โดยรวมถึงบทบาทในการส่งสัญญาณ การตายของเซลล์ และโรคต่างๆ ทำให้กลายเป็นจุดสนใจหลักของชีววิทยาโมเลกุลสมัยใหม่ งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ เช่น Anton Yuryev ได้มีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไมโทคอนเดรียและปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน ในระหว่างการวิจัยหลังปริญญาเอก Yuryev ได้แสดงให้เห็นว่าไคเนส A-RAF ซึ่งเป็นโปรตีนส่งสัญญาณ สามารถไปอยู่ที่ไมโทคอนเดรียได้ ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการที่เส้นทางการส่งสัญญาณของเซลล์ตัดกับหน้าที่ของไมโทคอนเดรีย งานวิจัยที่กว้างขวางของเขาในด้านชีววิทยาโมเลกุลและชีวสารสนเทศยังได้สำรวจการควบคุมยีน ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน และเครือข่ายทางชีวภาพ ซึ่งช่วยให้เข้าใจบริบทของกระบวนการไมโทคอนเดรียภายในระบบเซลล์ที่ใหญ่ขึ้น^{[ 1 ]}

มีเปปไทด์เป้าหมายสองประเภทที่นำไปยังเพอร์ออกซิโซมซึ่งเรียกว่าสัญญาณกำหนดเป้าหมายเพอร์ออกซิโซม (PTS) ประเภทแรกคือ PTS1 ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนสามตัวที่ปลาย C-terminus และประเภทที่สองคือ PTS2 ซึ่งประกอบด้วยลำดับกรดอะมิโน 9 ตัว มักพบที่ปลาย N-terminus ของโปรตีน

เนื้อหาต่อไปนี้ใช้ตำแหน่งตัวอักษรเดี่ยวของโครงสร้างหลักของโปรตีน คำนำหน้า "[n]" บ่งชี้ถึง ปลาย Nและคำต่อท้าย "[c]" บ่งชี้ถึงปลาย Cลำดับที่ไม่มีคำนำหน้าหรือคำต่อท้ายจะพบอยู่ตรงกลางของโปรตีน^{[ 8 ] [ 9 ]}

• การกำหนดเป้าหมายโปรตีน
• เปปไทด์สัญญาณ

• Target+Peptide ใน หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• SPdb (ฐานข้อมูลเปปไทด์สัญญาณ) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 มกราคม 2016 ที่Wayback Machine
• วิธีการทำนาย:
  • SignalP — ทำนายการมีอยู่และตำแหน่งของจุดตัดของเปปไทด์สัญญาณในลำดับกรดอะมิโนจากสิ่งมีชีวิตทุกโดเมน
  • PHOBIUS - ตัวทำนายโครงสร้างทรานส์เมมเบรนและเปปไทด์สัญญาณแบบผสมผสาน