N -formilmetionina

La fMet es necesaria para la iniciación eficiente de la síntesis de proteínas en la mayoría de los grupos de bacterias. El complejo ribosoma 30S - ARNm recluta específicamente ARNt con un aminoácido formilado : el ARNt ^fMet unido a fMet en el caso natural. ^{[ 4 ]}

Debido a que la fMet dirige la iniciación, las proteínas en bacterias comienzan ( N -terminal ) con un residuo de fMet en lugar de una metionina. Las apariciones posteriores del codón "AUG" darán como resultado una metionina normal, porque se utiliza un ARNt ^Met "elongante" normal . ^{[ 4 ]}

La adición del grupo formilo a la metionina es catalizada por la enzima metionil-ARNt formiltransferasa . Esta modificación se realiza después de que la metionina se haya unido al ARNt ^fMet mediante la aminoacil-ARNt sintetasa . La metionina puede unirse tanto al ARNt ^fMet como al ARNt ^Met . Sin embargo, la formiltransferasa catalizará la adición del grupo formilo a la metionina solo si esta se ha unido al ARNt ^fMet , no al ARNt ^Met . Esto se debe a que la formiltransferasa reconoce características específicas del ARNt ^fMet . ^{[ 4 ]}

Las mitocondrias de las células eucariotas , incluidas las humanas, y los cloroplastos de las células vegetales también inician la síntesis de proteínas con fMet. Dado que las mitocondrias y los cloroplastos comparten esta síntesis inicial de proteínas con fMet con las bacterias, esto se ha citado como evidencia de la teoría endosimbiótica . ^{[ 5 ]}

Inesperadamente, la formiltransferasa también puede actuar sobre el ARNt iniciador eucariota en células de levadura vivas. Incluso en condiciones normales, la formiltransferasa codificada en el núcleo no se importa completamente a las mitocondrias; en condiciones de estrés, queda aún más en el citosol. Estas formiltransferasas citosólicas producen fMet-ARNt _i , que los ribosomas citosólicos pueden utilizar para producir proteínas con un fMet N-terminal. Estas proteínas son degradadas mediante procesos específicos en la célula. ^{[ 6 ]}

La fMet N -terminal se elimina de la mayoría de las proteínas, tanto del huésped como recombinantes, mediante una secuencia de dos reacciones enzimáticas. Primero, la peptidilformilasa (PDF) la desformila, convirtiendo el residuo de nuevo en una metionina normal. Luego, la metionina aminopeptidasa (MetAP) elimina el residuo de la cadena. ^{[ 7 ]} La MetAP solo actúa sobre proteínas con residuos en la segunda posición que son menos voluminosos que la valina. ^{[ 8 ]}

El fMet N -terminal, si no es eliminado por PDF, parece actuar como un degrón , una señal para la degradación de proteínas. ^{[ 8 ]}

El grupo formilo no es estrictamente necesario para la iniciación. Las bacterias con su formiltransferasa inactivada, lo que impide que el Met-tRNA ^fMet (es decir, la metionina unida al tRNA ^fMet ) se convierta en fMet-tRNA ^fMet , pueden tener diversos grados de capacidad residual para iniciar la síntesis de proteínas. E. coli , S. pneumoniae y B. subtilis muestran una capacidad de traducción casi nula, mientras que P. aeruginosa , S. aureus , H. influenzae y posiblemente S. faecalis aún producen abundante proteína. En P. aeruginosa , esta capacidad se ve facilitada por el factor de iniciación bacteriano 2 , que puede transportar tanto el Met-tRNA ^fMet como el fMet-tRNA ^fMet al ribosoma. ^{[ 9 ]}