N-Formylméthionine

La N-formylméthionine, abrégée en fMet, est un dérivé d'acide aminé protéinogène. Il dérive de la méthionine par liaison d'un groupe fonctionnel aldéhyde –CHO sur l'amine α. Elle intervient dans l'amorçage de la biosynthèse des protéines par les ribosomes des bactéries, des mitochondries et des chloroplastes — mais pas chez les archées ni dans le cytosol des eucaryotes — et est généralement éliminée de la protéine à la fin de sa synthèse. Chez l'homme, la N-formylméthionine est identifiée par le système immunitaire comme un corps étranger déclenchant une réponse immunitaire[2].

Identification
N-Formylméthionine

Structure de la (S)-N-formylméthionine
Nom UICPA	(S)-acide 2-formamido-4-méthylsulfanylbutanoïque
Synonymes	formylméthionine fMet
N^o CAS	4289-98-9
PubChem	911
SMILES	CSCCC(C(=O)O)NC=O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D 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) InChIKey : PYUSHNKNPOHWEZ-UHFFFAOYSA-N Std. InChI : vue 3D InChI=1/C6H11NO3S/c1-11-3-2-5(6(9)10)7-4-8/h4-5H,2-3H2,1H3,(H,7,8)(H,9,10)/t5-/m0/s1/f/h7,9H Std. InChIKey : PYUSHNKNPOHWEZ-VFDKKNNSDA
Propriétés chimiques
Formule	C₆H₁₁N O₃S [Isomères]
Masse molaire[1]	177,221 ± 0,012 g/mol C 40,66 %, H 6,26 %, N 7,9 %, O 27,08 %, S 18,09 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Fonction dans la protéogenèse

fMet est le premier résidu d'acide aminé assemblé lors de la synthèse des protéines chez les bactéries et se trouve par conséquent à l'extrémité N de la chaîne polypeptidique en croissance. Il est apporté au complexe ARNm-ribosome (30S) par un ARN de transfert spécifique (l'ARNt-fMet), dont l'anticodon 3'-U A C-5' se lie au codon d'initiation 5'-A U G-3' de l'ARN messager[3]. D'autres codon d'initiation existe chez les bactéries. On retrouve également le codon 5'-GUG-3' et le codon 5'-UUG-3'. Ces 2 codons alternatifs sont reconnus par le même ARNt-fMet grâce au wobble.

La N-formylméthionine est codée par le même codon que la méthionine, AUG, qui est également le codon d'initiation de la traduction génétique : lorsque AUG est le codon d'initiation, il est traduit en N-formylméthionine, mais lorsque AUG se rencontre plus loin dans la séquence de bases nucléiques de l'ARN messager, ce codon est traduit par la méthionine. De nombreux êtres vivants utilisent des variantes de ce mécanisme de base.

La N-formylation de la méthionine est catalysée par la méthionyl-ARNt formyltransférase (EC 2.1.2.9) une fois la méthionine chargée sur l'ARNt.fMet par l'aminoacyl-ARNt synthétase. La méthionine peut ainsi être chargée à la fois par l'ARNt.Met et l'ARNt.fMet, mais seule la méthionine chargée sur l'ARNt.fMet sera formylée par la transformylase.

La fMet est éliminée de la plupart des protéines par une peptide déformylase qui permet de retirer le groupement formyl puis par une méthionine aminopeptidase[4].

Réponse immunitaire

Dans la mesure où les protéines commençant par un résidu de N-formylméthionine ne peuvent pas être synthétisées par le génome nucléaire des eucaryotes, la présence d'une fMet N-terminale sur une protéine sert de discriminant pour le système immunitaire afin d'identifier les protéines étrangères. Les granulocytes se lient ainsi aux protéines commençant par un résidu fMet et s'en servent pour déclencher le processus de phagocytose.

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
P. A. Detmers, S. D. Wright, E. Olsen et B. Kimball, « Aggregation of complement receptors on human neutrophils in the absence of ligand », The Journal of Cell Biology, vol. 105, n^o 3,‎ septembre 1987, p. 1137–1145 (ISSN 0021-9525, PMID 2958480, PMCID PMC2114803, lire en ligne, consulté le 12 avril 2018)
F. Sherman, J. W. Stewart et S. Tsunasawa, « Methionine or not methionine at the beginning of a protein », BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology, vol. 3, n^o 1,‎ juillet 1985, p. 27–31 (ISSN 0265-9247, PMID 3024631, DOI 10.1002/bies.950030108, lire en ligne, consulté le 12 avril 2018)
(en) Fred Sherman, John W. Stewart et Susumu Tsunasawa, « Methionine or not methionine at the beginning of a protein », BioEssays, vol. 3, n^o 1,‎ juillet 1985, p. 27-31 (lire en ligne) DOI:10.1002/bies.950030108

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[2] P. A. Detmers, S. D. Wright, E. Olsen et B. Kimball, « Aggregation of complement receptors on human neutrophils in the absence of ligand », The Journal of Cell Biology, vol. 105, n^o 3,‎ septembre 1987, p. 1137–1145 (ISSN 0021-9525, PMID 2958480, PMCID PMC2114803, lire en ligne, consulté le 12 avril 2018)

[3] F. Sherman, J. W. Stewart et S. Tsunasawa, « Methionine or not methionine at the beginning of a protein », BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology, vol. 3, n^o 1,‎ juillet 1985, p. 27–31 (ISSN 0265-9247, PMID 3024631, DOI 10.1002/bies.950030108, lire en ligne, consulté le 12 avril 2018)

[4] (en) Fred Sherman, John W. Stewart et Susumu Tsunasawa, « Methionine or not methionine at the beginning of a protein », BioEssays, vol. 3, n^o 1,‎ juillet 1985, p. 27-31 (lire en ligne) DOI:10.1002/bies.950030108