N-ホルミルメチオニン

*いいえ*-ホルミルメチオニン
名前
	IUPAC名 N-ホルミルメチオニン
	体系的なIUPAC名 ( S )-2-ホルミルアミノ-4-メチルスルファニルブタン酸
	その他の名前 2-ホルミルアミノ-4-メチルスルファニル酪酸; ホルミルメチオニン; N -ホルミル(メチル)ホモシステイン
識別子
CAS番号	4289-98-9 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
略語	fMet
チェビ	チェビ:182822;
ケムスパイダー	887;
EC番号	224-322-8;
パブケム CID	911;
ユニ	型番 ;
	インチ InChI=1S/C6H11NO3S/c1-11-3-2-5(6(9)10)7-4-8/h4-5H,2-3H2,1H3,(H,7,8)(H,9, 10) キー: PYUSHNKNPOHWEZ-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 CSCC[C@H](NC=O)C(O)=O;
プロパティ
化学式	C 6 H 11 N O 3 S
モル質量	177.22 グラム/モル
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H319
注意事項	P264+P265、P280、P305+P351+P338、P337+P317
補足データページ
	N-ホルミルメチオニン（データページ）
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

N-ホルミルメチオニン（fMet、^[2] HCO-Met、^[3] For-Met^{[3] ）は、}アミノ酸メチオニンの誘導体であり、アミノ基にホルミル基が付加されている。細菌や細胞小器官の遺伝子からのタンパク質合成の開始に特に使用され、翻訳後に除去されることもある。

fMet は、細菌、ミトコンドリア、葉緑体のタンパク質合成において重要な役割を果たします。真核生物の核遺伝子が翻訳される真核生物の細胞質タンパク質合成には使用されません。また、古細菌によっても使用されません。人体では、fMet は免疫システムによって異物として、または損傷した細胞によって発せられる警告信号として認識され、潜在的な感染と戦うように体を刺激します。

タンパク質合成における機能

翻訳

fMetは、ほとんどの細菌群においてタンパク質合成の効率的な開始に必要である。30Sリボソーム-mRNA複合体は、ホルミル化アミノ酸を持つtRNAを特異的にリクルートする。天然の場合、fMetにtRNA ^{fMetが結合している。}^[4]

fMet は開始を指示するため、細菌のタンパク質はメチオニンではなく fMet 残基で始まります ( N末端)。「AUG」コドンがさらに出現すると、通常の「伸長」tRNA ^Metが使用されるため、通常のメチオニンになります。^[4]

メチオニンへのホルミル基の付加は、メチオニルtRNAホルミルトランスフェラーゼという酵素によって触媒される。この修飾は、アミノアシルtRNA合成酵素によってメチオニンがtRNA ^{fMetにロードされた後に行われる。メチオニン自体はtRNA}^fMetまたはtRNA ^Metのいずれかにロードすることができる。しかし、ホルミルトランスフェラーゼは、メチオニンがtRNA ^MetではなくtRNA ^fMetにロードされている場合にのみ、メチオニンへのホルミル基の付加を触媒する。これは、ホルミルトランスフェラーゼがtRNA ^fMetの特定の特徴を認識するためである。^[4]

ヒトを含む真核細胞のミトコンドリアや植物細胞の葉緑体もfMetによるタンパク質合成を開始する。ミトコンドリアと葉緑体が細菌と同様にfMetによる初期タンパク質合成を行っていることから、これは共生説の証拠として引用されている。^[5]

意外なことに、ホルミルトランスフェラーゼは生きた酵母細胞内の真核生物イニシエーターtRNAにも作用します。通常の条件下でも、核コード化ホルミルトランスフェラーゼはミトコンドリアに完全には移入されず、ストレス下ではさらに多くのホルミルトランスフェラーゼが細胞質に残ります。これらの細胞質ホルミルトランスフェラーゼはfMet-tRNA _{i を}生成し、細胞質リボソームはこれを使用してN末端fMetを持つタンパク質を生成します。これらのタンパク質は細胞内の特定のプロセスによって分解の標的となります。^[6]

さらなる処理

N末端のfMetは、宿主タンパク質と組み換えタンパク質の両方の大部分から、2つの酵素反応の連続によって除去されます。まず、ペプチドデフォルミラーゼ（PDF）がそれをデフォルミル化し、残基を通常のメチオニンに戻します。次に、メチオニンアミノペプチダーゼ（MetAP）が鎖から残基を除去します。^[7] MetAPは、バリンよりもかさばらない2番目の位置の残基を持つタンパク質にのみ作用します。^[8]

N末端fMetは、PDFによって除去されなければ、タンパク質分解のシグナルであるデグロンとして機能すると思われる。[ 8 ^]

変化

ホルミル基は開始に厳密には必要ではない。ホルミルトランスフェラーゼがノックアウトされた細菌は、Met-tRNA ^{fMet （すなわち、tRNA}^fMetにロードされたメチオニン）がfMet-tRNA ^fMetに変換されるのを防ぎ、タンパク質合成を開始する残存能力をさまざまな程度で持つことができる。E . coli、S. pneumoniae、B. subtilis は翻訳能力をほとんど残していないが、P. aeruginosa、S. aureus、H. influenzae、そしておそらくS. faecalisはまだ大量のタンパク質を生産している。P . aeruginosaでは、この能力は細菌開始因子2によって促進され、Met-tRNA ^fMetとfMet-tRNA ^fMetの両方をリボソームに運ぶことができる。 ^[9]

免疫学との関連性

fMetは細菌が作るタンパク質には存在するが、真核生物が作るタンパク質には存在しない（細菌由来の細胞小器官を除く）ため、免疫系は自己と非自己を区別するためにこれを使用する可能性がある。多形核細胞はfMetから始まるタンパク質に結合し、それを使って血液中の白血球を引き寄せ、貪食などの微生物殺傷活動を刺激することができる。^[10]^[11]^[12]

fMet はミトコンドリアと葉緑体で作られるタンパク質中に存在するため、最近の理論では、免疫系が自己と非自己を区別するために使用できる分子とは見なされていません。^[13] 代わりに、fMet を含むオリゴペプチドとタンパク質は、損傷した組織のミトコンドリアと損傷した細菌によって放出されるようで、免疫の危険モデルで説明されているように、「警告」信号として適格です。fMet を含むオリゴペプチドの原型は、N -ホルミルメチオニン-ロイシル-フェニルアラニン(FMLP) で、白血球やその他の細胞型を、これらの細胞のホルミルペプチド受容体 1 (FPR1) とホルミルペプチド受容体 2 (FPR2) G タンパク質結合受容体(ホルミルペプチド受容体 3も参照) と結合して活性化します。これらの受容体を介して作用する fMet を含むオリゴペプチドとタンパク質は、自然免疫系の一部です。これらは急性炎症反応を開始する働きをしますが、他の条件下ではこれらの反応を抑制し、解決する働きをします。fMet を含むオリゴペプチドとタンパク質は、他の生理学的および病理学的反応においても機能します。

参照

参考文献

^ 「N-ホルミル-DL-メチオニン」. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
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外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)における N-ホルミルメチオニン

[1] 「N-ホルミル-DL-メチオニン」. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .

[2] PubChem. 「N-ホルミル-DL-メチオニン」. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2020年10月24日閲覧。

[iupacaa-3] アミノ酸とペプチドの命名法と記号、3AA-18 および 3AA-19

[p28204695-4] Shetty, S; Shah, RA; Chembazhi, UV; Sah, S; Varshney, U (2017年2月28日). 「細菌イニシエーターtRNAの2つの高度に保存された特徴により、翻訳開始時に異なるチェックポイントを通過できるようになる」。核酸研究。45 ( 4): 2040– 2050。doi :10.1093/ nar / gkw854。PMC 5389676。PMID 28204695。

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