Все ли белки начинаются с метионина?

Вы правы, полагая, что, поскольку трансляция мРНК начинается с AUG, кодирующего метионин, то все белки должны содержать метионин на своем N-конце ( т. е. стартовый сайт). Но это действительно не так. Прежде всего, я хочу упомянуть о вариациях стартового кодона. Как вы говорите, AUG — не единственный, а фактически самый распространенный стартовый кодон, и он кодирует метионин у эукариот или формилметионин у прокариот, но только в стартовом сайте. Но этот стартовый кодон также может варьироваться и становиться GUG или даже UUG, кодирующим валин и лейцин соответственно. И самое интересное, он по-прежнему кодирует метионин или формилметионин ¹ . ^{В редких случаях, таких как тепловой шок, для инициации 2} также используются другие кодоны, такие как CUG, ACG, AUA и AUU.. Это так, потому что самого стартового кодона недостаточно для начала трансляции, другие близлежащие факторы, такие как последовательность Шайна-Далгарно или факторы инициации, также играют роль. Одним из таких факторов является инициация тРНК. В начале трансляции тРНК ^Met или тРНК ^fMet связывается с малой субъединицей рибосомы. Таким образом, каким бы ни был стартовый кодон, первой аминокислотой будет метионин ³ .

Теперь, возвращаясь к основному вопросу, N-концевой метионин, хотя и является первой аминокислотой, не присутствует на N-конце всех белков. Это связано с процессом, известным как посттрансляционная модификация. После полной трансляции полипептида с мРНК он модифицируется в разных местах разными ферментами, которые регулируются разными (внутренними или внешними) факторами. Известно более ста посттрансляционных модификаций ⁴ , одной из которых является удаление метионина с N-конца полипептида. N-концевой метионин удаляется из полипептида ферментом метионинаминопептидазой ⁵ .

Сразу же возникает вопрос: почему белки модифицируются после трансляции? Ну и причины могут быть самые разные. Во-первых, посттрансляционные модификации регулируются многими факторами, и этот процесс называется посттрансляционной регуляцией ⁶ . Еще один момент — сотовый таргетинг. Присоединение различных групп к полипептидам делает их более стабильными в целевом месте. Например, присоединение молекул липидов к полипептидам (в процессе, называемом липидированием) делает полипептид более стабильным и подходящим для клеточных мембран ⁴. Еще одним фактором является повышение стабильности. Да, вы не ошиблись, в некоторых случаях N-концевой метионин может дестабилизировать белок! Например, дополнительный N-концевой метионин не только дестабилизирует, но и нарушает нативную конфигурацию фолдинга$\alpha$-лактальбумин ⁷ . Также может быть множество других факторов, способствующих удалению N-концевого метионина из полипептидов.

Короче говоря, нет, не все белки содержат метионин на своем N-конце . Надеюсь, это поможет!

Использованная литература:

_{1. Туриоль К., Борнес С., Бонналь С., Одижье С., Пратс Х., Пратс А.-К. и Вагнер, С. (2003), Генерация разнообразия изоформ белков путем альтернативной инициации трансляции в кодонах, отличных от AUG. Биология клетки, 95: 169–178. дои: 10.1016/S0248-4900(03)00033-9}

_{2. Иванов И.П., Ферт А.Е., Мишель А.М., Аткинс Ж.Ф., Баранов П.В. Идентификация эволюционно консервативных N-концевых расширений, не инициируемых AUG, в кодирующих последовательностях человека. Исследование нуклеиновых кислот. 2011;39(10):4220-4234. doi:10.1093/нар/gkr007.}

_{3. Шерман Ф., Стюарт Дж. В. и Цунасава С. (1985), Метионин или неметионин в начале белка. Биоэссе, 3: 27–31. дои: 10.1002/бис.950030108}

_{4. Посттрансляционная модификация — Википедия}

_{5. Ляо Ю.-Д., Дженг Ж.-К., Ван К.-Ф., Ван С.-К. и Чанг, С.-Т. (2004), Удаление N-концевого метионина из рекомбинантных белков с помощью сконструированной метионинаминопептидазы E. coli . Белковая наука, 13: 1802–1810. doi: 10.1110/ps.04679104}

_{6. Вольфганг Шуман; Вольфганг Шуман (профессор, доктор естественных наук) (2006 г.). Динамика бактериальной хромосомы: строение и функция. Wiley-ВЧ}

_{7. Чаудхури Т.К., Хории К., Йода Т., Араи М., Нагата С., Терада Т.П. и Кумагаи И. (1999). Влияние дополнительного N-концевого остатка метионина на стабильность и укладку рекомбинантного альфа-лактальбумина, экспрессируемого в Escherichia coli . Журнал молекулярной биологии, 285 (3), 1179–1194. дои: 10.1006/jmbi.1998.2362}

Когда рибосомы создают пептиды, метионин является исходной аминокислотой. Но во многих белках метионинаминопептидазы отрезают его от N-конца. Это происходит в тех случаях, когда метионин не требуется в качестве стартовой аминокислоты (не требуется на N-конце).

Источник: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Метионил_аминопептидаза .

Я вспомнил название фермента.