N-formylmetionín

"N"-formylmetionín (fMet, For-Met) 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.
fMet má dôležitú úlohu v syntéze bielkovín u baktérií, mitochondrií a chloroplastov. Proteosyntéza u eukaryotov prebieha v cytozole, ale tam sa fMet nevyužíva. 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:
Táto modifikácia teda vzniká až potom, čo sa metionín naviazal na tRNAfMet príslušnou aminoacyl-tRNA syntetázou. Metionín môže byť naviazaný na tRNAMet aj tRNAfMet. Transformyláza však naviaže formylovú skupinu na metionín len v prípade, že je naviazaný na tRNAfMet.
Úloha v syntéze bielkovín.
fMet je počiatočným rezíduom v syntéze bielkovín u baktérii. Nachádza sa teda na N-konci rastúceho polypeptidu. fMet sa na komplex ribozómu (30S podjednotky) s mRNA viaže pomocou špecializovanej tRNA, tRNAfMet, 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. 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 rezíduum 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.
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.