protein targeting, die Zielsteuerung der Proteine nach der Synthese (Proteinbiosynthese). Das p. t erfolgt durch spezifische Markierung von Proteinen, wodurch Sortierung und ein zielgerichteter Transport in verschiedene Zellkompartimente ermöglicht wird. So markieren Signalsequenzen (Signalhypothese) Proteine zum Zwecke der Translokation durch die Membran des endoplasmatischen Reticulums. Signalsequenzen befinden sich meist am N-Terminus, jedoch enthalten einige Proteine, wie z.B. das Ovalbumin auch interne Signalsequenzen, die die gleiche Funktion erfüllen. Neben den Signalsequenzen sind an der Translokation auch Stopp-Transfer-Sequenzen (Membran-Ankersequenzen) beteiligt. Viele Sekret- und Membranproteine enthalten kovalent gebundene Kohlenhydratgruppierungen (Glycoproteine), die von Dolicholdonoren im ER übertragen werden. Durch Transport- oder Transfervesikel gelangen Proteine zur weiteren Glycosylierung und Sortierung zum Golgi-Komplex, wo die Kohlenhydratkomponenten der Glycoproteine verändert und vollendet werden. Als spezielles Sortierungszentrum sendet der Golgi-Komplex Proteine zu Lysosomen, Sekretgranula oder zur Plasmamembran. Schlüsselfunktionen beim vesikulären Transport üben kleine GTP-bindende-Proteine, wie der ARF (ADP-Ribosylierungsfaktor), spezielle Hüllproteine (α-, β-, γ- und δ-COPS, Coated Vesicle), SNAPs (für engl. soluble NSF attachment proteins) und SNAREs (SNAP-Rezeptoren) aus. NSF ist die Abk. für einen N-Ethylmaleinimid-sensitiven Fusionsfaktor, eine ATPase, die weitere cytosolische Proteine benötigt, um an die Membran des Golgi-Komplexes zu binden. Die resultierenden SNAPs erkennen einen Membranrezeptor. SNAREs, wie z.B. das Synaptobrevin und das Syntaxin, wurden im Gehirn nachgewiesen. Die für die Proteinfaltung im ER erforderlichen Chaperone (molekulare Chaperone) und andere Proteine enthalten mit KDEL einen Sequenzmarker (KDEL-Proteine), der dafür sorgt, dass sie dem ER nicht verloren gehen. Durch Mannose-6-phosphat werden Glycoproteine markiert, die für die Lysosomen bestimmt sind. Die im Cytosol synthetisierten mitochondrialen Proteine enthalten für die Zielsteuerung in die mitochondriale Matrix am N-Terminus matrixdirigierende Sequenzen, auch Präsequenzen genannt, die 15-35 Aminosäurereste umfassen und sehr viele positiv geladene Reste (Arg) sowie Serin- und Threoninbausteine enthalten. Auch die von Chloroplasten importierten Proteine enthalten mit den Transitsequenzen aminoterminale Präsequenzen. C-terminale SKF(Ser-Lys-Phe)-Sequenzen lenken cytosolische Proteine zu den Peroxisomen. Die im Cytosol an freien Ribosomen synthetisierten Proteine des Zellkerns müssen bei der Translokation die Kernhülle durchqueren. Während kleine Proteine (M_r 15kDa) leicht durch Kernporen in den Zellkern gelangen können, ist für den Durchtritt großer Proteine (>90 kDa) ein Signal in Form einer Kernlokalisationssequenz erforderlich. Für das T-Antigen des SV40-Virus (M_r 92kDa) besteht diese spezifische Markersequenz z.B. aus fünf hintereinander angeordneten basischen Aminosäureresten (-Pro¹²⁵-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys¹³⁰-Val-). Der Transport großer Proteine in den Zellkern erfordert Energie in Form von ATP. Die Membranverankerung vieler löslicher cytosolischer Proteine wird durch Anknüpfung von Acyl-Resten (N-Myristoyl- oder S-Palmitoyl-Gruppen) oder durch Anhängen von Farnesyl- oder Geranylgeranyl-Gruppierungen (Prenylierung) an C-terminale Cysteinbausteine erreicht. [J.E. Rothman, Nature 372 (1994) 59-67; W. Neupert u. R. Hill (Hrsg.) Membrane Biogenesis and Protein Targeting, Elsevier, Amsterdam 1992; P.A. Silver, Cell 64 (1991) 489-497]