核定位信號是另一種形式的信號肽, 可位于多肽序列的任何部分。一般含有 4～8個氨基酸, 且沒有專一性, 作用是幫助親核蛋白進入細胞核。入核信號與導肽的區別在于: ①由含水的核孔通道來鑒別; ②入核信號是蛋白質的永久性部分,在引導入核過程中,并不被切除, 可以反復使用, 有利于細胞分裂后核蛋白重新入核。
有多種類型的核定位信號，這些信號都具有一個帶正電荷的肽核心。第一個被確定的NLS序列的蛋白質是SV40的T抗原(MW=92kDa), 它在細胞質中合成后很快積累在細胞核中, 是病毒DNA在核內復制所必需的蛋白質。其野生型的氨基酸序列為Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val, 即使單個氨基酸突變所產生的突變型NLS(Pro-Lys-Tyr-Lys-Arg-Lys-Val)也能阻止這種蛋白質進入細胞核而停留在細胞質中。如果將這種信號接到非核蛋白的隨機Lys的側鏈上, 則非核蛋白也能轉變成核蛋白。