N-formylmetionín

	N-formylmetionín
	N-formylmetionín
	Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec	C6H11NO3S
Systematický názov	Kyselina (S)-2-formylamino-4-metylsulfanylbutánová
Synonymá	formylmetionín, fMet, For-Met
	Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť	177,22 g/mol
	Ďalšie informácie
Číslo CAS	4289-98-9
	Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. ; Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.
	Chemický portál

N-formylmetionín (fMet, For-Met^[1]) je derivát aminokyseliny metionínu, ktorý má na aminoskupine naviazanú formylovú skupinu. Využíva sa konkrétne pri iniciácii syntézy bielkovín u bakteriálnych a organelových génov a niekedy sa z týchto bielkovín post-translačne odstraňuje.^[2]

fMet má dôležitú úlohu v syntéze bielkovín u baktérií, mitochondrií a chloroplastov.^[3] Proteosyntéza u eukaryotov prebieha v cytozole, ale tam sa fMet nevyužíva.^[3] Nevyužívajú ho ani archeóny. U ľudí je fMet imunitným systémom rozpoznávaný ako neznáma látka alebo ako signál vyvolaný poškodenými bunkami, čo stimuluje telo na boj proti potenciálnej infekcii.

Biosyntéza

N-formylmetionín vzniká z metionínu, na ktorý sa viaže formylová skupina pomocou enzýmu metionyl-tRNA formyltransferázy. Zdrojom formylovej skupiny je 10-formyltetrahydrofolát:^[3]

10-formyltetrahydrofolát + L-metionyl-tRNA^fMet + H₂O → tetrahydrofolát + N-formylmetionyl-tRNA^fMet

Táto modifikácia teda vzniká až potom, čo sa metionín naviazal na tRNA^fMet príslušnou aminoacyl-tRNA syntetázou. Metionín môže byť naviazaný na tRNA^Met aj tRNA^fMet. Transformyláza však naviaže formylovú skupinu na metionín len v prípade, že je naviazaný na tRNA^fMet.^[2]

Úloha v syntéze bielkovín

fMet je počiatočným reziduom v syntéze bielkovín u baktérii.^[3] Nachádza sa teda na N-konci rastúceho polypeptidu. fMet sa na komplex ribozómu (30S podjednotky) s mRNA viaže pomocou špecializovanej tRNA, tRNA^fMet,^[4] ktorá má 3'-UAC-5' antikodón, ktorý je schopný viazať sa na 5'-AUG-3' štart kodón na mRNA. fMet je teda kódovaný tým istým kodónom, ako metionín, teda AUG, a tento kodón zároveň označuje začiatok translácie. Keď sa tento kodón použije na začiatku, označuje práve fMet. Všetky ostatné AUG kodóny označujú obyčajný metionín.^[4] Mnohé organizmy využívajú rôzne variácie tohto základného mechanizmu.

Vo väčšine bielkovín sa N-koncový fMet odštepuje, čo platí pre prirodzené i rekombinantné proteíny. Tento proces má dva kroky. V prvom kroku sa deformyluje pomocou peptiddeformylázy, čím sa fMet premieňa na obyčajný metionín. Následne odstraňuje metionínaminopeptidáza (MAP) metionín z reťazce.

Mitochondrie eukaryotických buniek, vrátane ľudí, a chloroplasty rastlín takisto využívajú fMet ako prvé reziduum pri syntéze bielkovín. Keďže mitochondrie a chloroplasty zdieľajú tento proces s baktériami, považuje sa to za dôkaz endosymbiotickej teórie.

Imunológia

Keďže fMet sa nachádza v bakteriálnych bielkoviných, ale nie v eukaryotických (okrem organelových), imunitný systém ho môže využiť na rozlíšenie vlastného organizmu od ostatných organizmov. Granulocyty vedia viazať bielkoviny, ktoré začínajú fMet a použiť ich na privolanie leukocytov kolujúcich v krvi, čím stimulujú mikrobicidálne aktivity ako je napríklad fagocytóza.

Vzhľadom na to, že sa fMet nachádza v bielkovinách mitochondrií a chloroplastov, niektoré nedávne teórie to nepokladajú za signál na rozlíšenie vlastného organizmu od iných. Namiesto toho sa zdá, že mitochondrie poškodeného tkaniva a poškodené baktérie vylučujú oligopeptidy a bielkoviny obsahujúce fMet, takže ho možno pokladať za "alarm". Takto je opísaný v modely nebezpečia, podľa ktorého imunitný systém rozlišuje veci potenciálne znamenajúce hrozbu a nie iné organizmy od vlastného organizmu.^{[chýba zdroj}

Prototypický oligopeptid, ktorý obsahuje fMet, je N-formylmetionyl-leucyl-fenylalanín (fMLP), ktorý aktivuje leukocyty a iné druhy buniek tým, že sa naviaže na formylpeptidový receptor 1 a formylpeptidový receptor 2 (FPR1 a FPR2), čo sú receptory spriahnuté s G-proteínmi. Oligopeptidy a bielkoviny obsahujúce fMet sú vďaka týmto receptorom súčasťou nešpecifického imunitného systému – zapríčiňujú akútny zápal, ale pri iných podmienkach inhibujú a pomáhajú riešiť takéto reakcie. Tieto oligopeptidy a proteíny majú úlohu aj pri iných fyziologických a patologických procesoch.^[5]^[6]

Referencie

↑ Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides, 3AA-18 and 3AA-19
↑ ^a ^b VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 79, 1373-1374.
↑ ^a ^b ^c ^d LEE, Chang-Seok; KIM, Dasom; HWANG, Cheol-Sang. Where Does N-Formylmethionine Come from?What for? Where Is It Going?. Molecules and Cells, 2022-03-31, roč. 45, čís. 3, s. 109–111. Dostupné online . DOI: 10.14348/molcells.2021.5040. (po anglicky)
↑ ^a ^b SIMONETTI, A.; MARZI, S.; JENNER, L.. A structural view of translation initiation in bacteria. Cellular and Molecular Life Sciences, 2008-11-17, roč. 66, čís. 3, s. 423. Dostupné online . ISSN 1420-9071. DOI: 10.1007/s00018-008-8416-4. (po anglicky)
↑ PUGIN, Jérôme. How tissue injury alarms the immune system and causes a systemic inflammatory response syndrome. Annals of Intensive Care, 2012-07-12, roč. 2, čís. 1, s. 27. Dostupné online . ISSN 2110-5820. DOI: 10.1186/2110-5820-2-27.
↑ JEONG, Yu Sun; BAE, Yoe-Sik. Formyl peptide receptors in the mucosal immune system. Experimental & Molecular Medicine, 2020-10, roč. 52, čís. 10, s. 1694–1704. Dostupné online . ISSN 2092-6413. DOI: 10.1038/s12276-020-00518-2. (po anglicky)

Pozri aj

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku N-Formylmethionine na anglickej Wikipédii.

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[iupacaa-1] Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides, 3AA-18 and 3AA-19

[:02-2] VOET, Donald. Biochemistry. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. (4th edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 79, 1373-1374.

[:0-3] LEE, Chang-Seok; KIM, Dasom; HWANG, Cheol-Sang. Where Does N-Formylmethionine Come from?What for? Where Is It Going?. Molecules and Cells, 2022-03-31, roč. 45, čís. 3, s. 109–111. Dostupné online . DOI: 10.14348/molcells.2021.5040. (po anglicky)

[:1-4] SIMONETTI, A.; MARZI, S.; JENNER, L.. A structural view of translation initiation in bacteria. Cellular and Molecular Life Sciences, 2008-11-17, roč. 66, čís. 3, s. 423. Dostupné online . ISSN 1420-9071. DOI: 10.1007/s00018-008-8416-4. (po anglicky)

[5] PUGIN, Jérôme. How tissue injury alarms the immune system and causes a systemic inflammatory response syndrome. Annals of Intensive Care, 2012-07-12, roč. 2, čís. 1, s. 27. Dostupné online . ISSN 2110-5820. DOI: 10.1186/2110-5820-2-27.

[6] JEONG, Yu Sun; BAE, Yoe-Sik. Formyl peptide receptors in the mucosal immune system. Experimental & Molecular Medicine, 2020-10, roč. 52, čís. 10, s. 1694–1704. Dostupné online . ISSN 2092-6413. DOI: 10.1038/s12276-020-00518-2. (po anglicky)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]