核定位信号是另一种形式的信号肽, 可位于多肽序列的任何部分。一般含有 4～8个氨基酸, 且没有专一性, 作用是帮助亲核蛋白进入细胞核。入核信号与导肽的区别在于: ①由含水的核孔通道来鉴别; ②入核信号是蛋白质的永久性部分,在引导入核过程中,并不被切除, 可以反复使用, 有利于细胞分裂后核蛋白重新入核。

有多种类型的核定位信号，这些信号都具有一个带正电荷的肽核心。第一个被确定的NLS序列的蛋白质是SV40的T抗原(MW=92kDa), 它在细胞质中合成后很快积累在细胞核中, 是病毒DNA在核内复制所必需的蛋白质。其野生型的氨基酸序列为Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val, 即使单个氨基酸突变所产生的突变型NLS(Pro-Lys-Tyr-Lys-Arg-Lys-Val)也能阻止这种蛋白质进入细胞核而停留在细胞质中。如果将这种信号接到非核蛋白的随机Lys的侧链上, 则非核蛋白也能转变成核蛋白。