Введение

Начало полипептида

N-концевой (также известный как аминоконцевой, NH2-концевой, N-терминальный или аминотерминальный) – это начало белка или полипептида, обозначающее свободную аминогруппу (NH2), расположенную на одном конце полипептидной цепи. Внутри пептида аминогруппа соединена с карбоксильной группой другой аминокислоты, формируя цепь. Это оставляет свободную карбоксильную группу на другом конце пептида, называемом C-концевым, и свободную аминогруппу на первом конце, называемом N-концевым. По соглашению, последовательности пептидов записываются от N-конца к C-концу, слева направо (в системах письма, читаемых слева направо). Это соответствует направлению трансляции и направлению текста, поскольку при трансляции белка из мРНК он синтезируется от N-конца к C-концу, поскольку аминокислоты добавляются к карбоксильному концу белка.

Химия

Каждая аминокислота имеет ами́нную группу и карбокси́льную группу. Аминокислоты соединяются друг с другом пепти́дными связями, которые образуются в результате реакции дегидратации, соединяющей карбокси́льную группу одной аминокислоты с ами́нной группой следующей последовательно, с образованием полипепти́дной цепи. Цепь имеет два конца – ами́нную группу, называемую N-конце́м, и несвязанную карбокси́льную группу, называемую C-конце́м. Когда белок транслируется с мессенджер-РНК, он синтезируется от N-конца к C-концу. Амино́-конец аминокислоты (на заряженной тРНК) в ходе стадии элонгации трансляции присоединяется к карбокси́льному концу растущей цепи. Поскольку стартовый кодон генетического кода кодирует аминокислоту метиони́н, большинство белковых последовательностей начинаются с метиони́на (или, у бактерий, митохондрий и хлоропластов, с модифицированной формы N-формилметиони́на, fMet). Однако некоторые белки подвергаются посттрансляционной модификации, например, отщеплению от белкового предшественника, и поэтому могут иметь различные аминокислоты в своем N-конце.

Сигналы нацеливания N-конца

N-концевая часть белка – это первая часть белка, выходящая из рибосомы в процессе биосинтеза белка. Она часто содержит сигнальные пептидные последовательности, своеобразные "внутриклеточные почтовые индексы", которые направляют доставку белка к нужному органелле. Сигнальный пептид обычно удаляется в месте назначения сигнальной пептидазой. N-терминальная аминокислота белка является важным определяющим фактором его периода полураспада (вероятности деградации). Это явление называется правилом N-конца.

Сигнальный пептид

N-терминальный сигнальный пептид распознаётся частицей распознавания сигнала (SRP) и обеспечивает направленную доставку белка в секреторный путь. В эукариотических клетках эти белки синтезируются на рибосомах грубой эндоплазматической сети. В прокариотических клетках белки экспортируются через клеточную мембрану. В хлоропластах сигнальные пептиды обеспечивают доставку белков к тилакоидам.

Пептид митохондриальной таргетировки

N-терминальный митохондриальный пептид-сигнал (mtTP) обеспечивает импорт белка в митохондрию.

Пептид, нацеленный на хлоропласты

N-концевой пептид, направляющий белок в хлоропласт (cpTP), обеспечивает импорт белка в хлоропласт.

Изменения на N-конце

Протеин N-концы могут быть модифицированы ко- или посттрансляционно. Модификации включают удаление инициаторного метионина (iMet) аминопептидазами, присоединение небольших химических групп, таких как ацетил, пропионил и метил, а также добавление мембранных якорей, таких как пальмитоил и миристоил группы.

Ацетилирование N-конца

N-терминальная ацетилизация — это форма модификации белка, которая может происходить как у прокариот, так и у эукариот. Предполагается, что N-терминальная ацетилизация может препятствовать направлению белка по секреторному пути.

N-миристоиляция

N-конец может быть модифицирован путем добавления миристоильного якоря. Белки, модифицированные таким образом, содержат консенсусный мотив в своем N-конце, служащий сигналом для модификации.

N-ацилирование

N-конец также может быть модифицирован путем присоединения жирнокислотного якоря, образуя N-ацетилированные белки. Наиболее распространенной формой такой модификации является присоединение пальмитоильной группы.