N-Формилметионин

N-формилметионин — производная аминокислоты метионина, с формильной группой присоединенной к аминной группе. Используется для инициации синтеза белка с генов бактерий, митохондрий и пластид. Часто удаляется из полипептидной цепи в процессе посттрансляционной модификации.

N-Формилметионин
Общие
Хим. формула C6H11NO3S
Физические свойства
Молярная масса 177,22 г/моль
Классификация
Рег. номер CAS 4309-82-4
PubChem
Рег. номер EINECS 224-322-8
SMILES
InChI
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

N-формилметионин играет важную роль в синтезе белка бактерий, митохондрий и хлоропластов. Он не используется при синтезе белков эукариот, закодированных в ядре, и белков архей. В организме человека N-формилметионин распознается иммунной системой как чужеродный агент или сигнал повреждения клеток, и стимулирует организм для борьбы с потенциальной инфекцией.

Роль при синтезе белка

N-формилметионин — это стартовый остаток при синтезе белков у бактерий, и, следовательно, расположен на N-конце синтезирующегося полипептида. Формилметионин доставляется к комплексу рибосомы и мРНК специализированной тРНК (тРНКfMet), которая имеет 3'-UAG-5' антикодон, способный связываться со старт-кодоном 5'-AUG-3' мРНК. Таким образом, N-формилметионин кодируется тем же кодоном, что и метионин. При инициации трансляция кодон AUG связывается с тРНКfMet, и N-формилметионин используется вместо метионина, становясь первой аминокислотой полипептидной цепи. Когда AUG встречается не в начале мРНК, он связывается с тРНКMet, и в синтезирующийся белок вставляется немодифицированный метионин. В некоторых организмах встречаются вариации описанного механизма.

Добавление формильной группы в метионин катализируется ферментом метионил-тРНК-формилтрансферазой. Эта модификация производится уже после того, как метионин был присоединен к тРНКfMet аминоацил-тРНК-синтетазой. Метионин может быть присоединен и к тРНКfMet, и к тРНКMet. Однако формилтрасфераза селективно катализирует добавление формильной группы к метионину только в составе тРНКfMet, но не тРНКMet.

N-концевой формилметионин отщепляется от большинства белков бактерий в результате двух последовательных ферментативных реакций. На первой стадии, пептиддеформилаза отщепляет формильную группу, превращая остаток формилметионина в остаток метионин. Затем метионинаминопептидаза (МАП) удаляет первый осадок метионина из цепи.[1]

Значение для иммунологии

Так как N-формилметионин присутствует в белках бактериального происхождения, но отсутствует в белках эукариот (за исключением белков органелл), то иммунная система может использовать его для распознавания "свой-чужой". Гранулоциты способны связывать белки, начинающиеся с N-формилметионина, и использовать их для привлечения циркулирующих в крови лейкоцитов, и стимуляции бактерицидных процессов, таких как фагоцитоз.[2]

Однако N-формилметионин все же присутствует в белках, синтезированных в митохондриях и хлоропластах. Поэтому в рамках более современных теорий N-формилметионин расценивается в качестве сигнала тревоги, свидетельствующего о повреждении митохондрий, а также бактериальных клеток.[3]

N-формилметионин встречается в составе некоторых эффекторных пептидов. Например, N-формилметионил-лейцил-фенилаланин (FMLP) активирует лейкоциты и другие типы клеток путем связывания с рецептором формилпептидов типа 1 (FPR1) и рецептором формилпептидов типа 2 (FPR2), являющихся G-белок сопряженными рецепторами. Действуя через эти рецепторы, формилметионин-содержащие пептиды и белки являются частью системы врожденного иммунитета. Они способны как инициировать острое воспаление, так и подавлять его в зависимости от ряда условий. Олигопептиды и белки, содержащие N-формилметионин, участвуют также в формировании других физиологических и патологических реакций организма.

Примечания

  1. Sherman F., Stewart J. W., Tsunasawa S. Methionine or not methionine at the beginning of a protein (англ.) // BioEssays. — 1985. Vol. 3, no. 1. P. 27–31. doi:10.1002/bies.950030108. PMID 3024631.
  2. Detmers Р. А., Wright S. D., Olsen E., Kimball B., Cohn Z. A. Aggregation of complement receptors on human neutrophils in the absence of ligand (англ.) // The Journal of Cell Biology. — 1987. Vol. 105, no. 3. P. 1137–45. doi:10.1083/jcb.105.3.1137. PMID 2958480.
  3. Zhang Q., Raoof M., Chen Y., Sumi Y., Sursal T., Junger W., Brohi K., Itagaki K., Hauser C. J. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury (англ.) // Nature. — 2010. Vol. 464, no. 7285. P. 104–107. doi:10.1038/nature08780. PMID 20203610.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.