Введение
N-формилметионин (fMet, HCO Met, For Met)
Поскольку fMet направляет инициацию, белки у бактерий начинаются (N-концевой участок) с остатка fMet вместо метионина. Последующие появления кодона "AUG" приводят к образованию нормального метионина, поскольку используется нормальная "элонгирующая" тРНКMet. Неожиданно, формилтрансфераза также может действовать на эукариотическую инициаторную тРНК в живых клетках дрожжей. Даже в нормальных условиях, формилтрансфераза, кодируемая ядерным геномом, не полностью импортируется в митохондрии; еще больше ее остается в цитозоле в условиях стресса. Эти цитозольные формилтрансферазы производят fMet-тРНКi, которые могут использоваться цитозольными рибосомами для синтеза белков с N-терминальным fMet. Эти белки служат мишенью для деградации посредством специфических процессов в клетке.
Дальнейшая обработка
N-терминальный fMet удаляется из большинства белков, как собственных, так и рекомбинантных, посредством последовательности из двух ферментативных реакций. Сначала пептидная деформилаза (PDF) осуществляет деформилирование, восстанавливая остаток до нормального метионина. Затем метионин-аминопептидаза (MetAP) удаляет этот остаток из полипептидной цепи. MetAP действует только на белки, у которых аминокислотный остаток во второй позиции менее объемен, чем валин.
Изменение
Формильная группа не является строго необходимой для инициации. Бактерии, у которых инактивирована формальтрансфераза, что предотвращает превращение Met-tRNAfMet (то есть метионина, загруженного на tRNAfMet) в fMet-tRNAfMet, могут проявлять различную степень остаточной способности к началу синтеза белка. E. coli, S. pneumoniae и B. subtilis демонстрируют практически полное отсутствие способности к трансляции, в то время как P. aeruginosa, S. aureus, H. influenzae и, возможно, S. faecalis продолжают активно синтезировать белок. У P. aeruginosa эта способность обеспечивается бактериальным инициирующим фактором 2, который способен доставлять как Met-tRNAfMet, так и fMet-tRNAfMet к рибосоме.
Актуальность для иммунологии
Поскольку fMet присутствует в белках, синтезируемых бактериями, но отсутствует в белках, синтезируемых эукариотами (за исключением бактериальных органелл), иммунная система может использовать его для различения «своего» и «чужого». Полиморфноядерные клетки способны связываться с белками, начинающимися с fMet, и использовать их для инициации привлечения циркулирующих лейкоцитов крови, а затем для стимуляции микробицидной активности, такой как фагоцитоз. Поскольку fMet содержится в белках, синтезируемых митохондриями и хлоропластами, более современные теории не рассматривают его как молекулу, которую иммунная система может использовать для различения «своего» и «чужого». Вместо этого, олигопептиды и белки, содержащие fMet, по-видимому, высвобождаются митохондриями поврежденных тканей, а также поврежденными бактериями, и таким образом могут выступать в качестве «сигнала тревоги», как обсуждается в модели опасности в иммунитете. Прототипическим олигопептидом, содержащим fMet, является N-формилметионинил-лейцил-фенилаланин (FMLP), который активирует лейкоциты и другие типы клеток, связываясь с рецепторами формилпептида 1 (FPR1) и рецепторами формилпептида 2 (FPR2) этих клеток – G-белок-связанными рецепторами (см. также рецептор формилпептида 3). Действуя через эти рецепторы, олигопептиды и белки, содержащие fMet, являются частью врожденной иммунной системы; они инициируют острые воспалительные реакции, но при других условиях способны ингибировать и разрешать эти реакции. Олигопептиды и белки, содержащие fMet, также участвуют в других физиологических и патологических процессах.