細胞內(nèi)成千上萬的蛋白，基本都有特定的亞細胞定位。粗分，如細胞核、細胞質(zhì)等；細分，如細胞核內(nèi)的核仁、PML 小體，細胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等。

蛋白的亞細胞定位通常與其功能密切相關。如筆者曾經(jīng)研究的一個蛋白，在細胞核內(nèi)可充當多種核受體的轉錄共激活子，促進相關基因的轉錄；在細胞質(zhì)中則會促進泛素化蛋白的降解。兩種功能迥然不同。

遇到有特殊亞細胞定位的蛋白，怎么辦？

遇到一個有特殊亞細胞定位的蛋白，首先，我們要搞清楚其定位在何處？而這就需要借助一些亞細胞定位的 marker 啦。

如利用 DAPI 標記細胞核 (左上)，從而區(qū)分目標蛋白是定位細胞核還是細胞質(zhì)；利用 mitotracker 標記線粒體 (右上)，利用 lysotracker 標記溶酶體 (左下)，利用脂滴染料標記脂滴 (右下)，從而區(qū)分目標蛋白是定位于線粒體、溶酶體還是脂滴等等。

除了一些染料，也可以用一些已知的亞細胞定位蛋白作為 marker，如用 TOM20 標記線粒體、LAMP1 標記溶酶體等等。

如何找到該蛋白特定的定位序列？

搞清楚了目標蛋白的定位，那么為何該蛋白會定位于此呢？定位于此與其生物學功能有什么關聯(lián)？那就需要先找到特定的定位序列啦。

如核定位需要核定位序列 (nuclear localization signal, NLS)，核仁定位需要核仁定位序列 (nucleolar localization signal, NoLS)，線粒體定位需要線粒體定位序列 (mitochondrial targeting sequence, MTS)。

下面以一個核仁定位的蛋白 SF3B2 為例說明如何鑒定該蛋白的核仁定位序列。

首先，打開 NoD (Nucleolar localization sequence Detector) (www.compbio.dundee.ac.uk/www-nod/index.jsp)，這是一款專門用來預測蛋白核仁定位序列的線上算法程序。

接著，輸入 SF3B2 的 UniProt 蛋白編號 Q13435，點擊「submit」提交即可。

結果顯示存在兩段潛在的核仁定位序列。

雖然兩段序列的分數(shù)都在閾值 (>0.8) 以上，但第一段的分數(shù)明顯高于第二段。

根據(jù)預測結果，構建 GFP 標簽的帶有兩段序列的質(zhì)粒，然后在細胞內(nèi)表達，從而鑒定真正的核仁定位序列。

如下圖所示，編碼第一段核仁定位序列的 GFP 融合蛋白即可定位于細胞內(nèi)的核仁上，表明該段蛋白序列即是 SF3B2 的核仁定位序列。

除了上面提到的核仁定位序列，核定位序列、線粒體定位序列等也有很多在線程序可以用來進行預測。如一篇《Science》論文利用算法 Mitoprot II 就成功鑒定到線蟲 ATFS-1 蛋白的線粒體定位序列。

總結

大致的研究思路如下：

1.利用各種已知的染料也好，蛋白也好，作為 marker，搞清楚目標蛋白定位于細胞內(nèi)的那個部位；

2.利用現(xiàn)有的各種預測程序或者算法，預測潛在的定位序列；

3.預測的定位序列是否真的起作用仍然需要實驗來驗證，將潛在的序列帶上 GFP 標簽，在細胞內(nèi)表達，鑒定該序列能否把游離的 GFP 帶到特定的位置 (如核仁、線粒體等)。

總之一句話，充分利用各種生物信息學預測工具，科研往往會省時又省力。