¿Todas las proteínas comienzan con metionina?

Tiene razón al pensar que, dado que la traducción del ARNm comienza con AUG, que codifica la metionina, todas las proteínas deben contener una metionina en su extremo N ( también conocido como sitio de inicio). Pero, de hecho, no es así. En primer lugar, quiero mencionar las variaciones en el codón de inicio. Como usted dice, AUG no es el único codón de inicio, sino el más común, y codifica metionina en eucariotas, o formilmetionina en procariotas, pero solo en el sitio de inicio. Pero, este codón de inicio también puede variar y convertirse en GUG o incluso UUG, codificando para valina y leucina respectivamente. Y el giro es que aún codifica para metionina o formilmetionina ¹ . En casos raros, como el choque térmico, también se utilizan otros codones como CUG, ACG, AUA y AUU para la iniciación ². Es así porque el codón de inicio en sí mismo no es suficiente para comenzar la traducción, otros factores cercanos, como la secuencia Shine-Dalgarno, o los factores de iniciación, también juegan un papel. Uno de esos factores es el ARNt de iniciación. Al comienzo de la traducción, tRNA ^Met o tRNA ^fMet se une a la subunidad pequeña del ribosoma. Entonces, cualquiera que sea el codón de inicio, el primer aminoácido será la metionina ³ .

Ahora, volviendo a la pregunta principal, la metionina N-terminal, aunque es el primer aminoácido, no está presente en el N-terminal de todas las proteínas. Esto se debe a un proceso que se conoce como modificación postraduccional. Después de que un polipéptido se traduce por completo a partir de ARNm, se modifica en diferentes lugares por diferentes enzimas, que están reguladas por diferentes factores (internos o externos). Se conocen más de cien modificaciones postraduccionales ⁴ , una de las cuales es la eliminación de metionina del extremo N de un polipéptido. La metionina N-terminal se elimina de un polipéptido mediante la enzima metionina aminopeptidasa ⁵ .

La pregunta que viene inmediatamente a la mente es ¿Por qué las proteínas se modifican después de la traducción? Bueno, puede haber varias causas diferentes. En primer lugar, las modificaciones postraduccionales están reguladas por muchos factores, y este proceso se denomina regulación postraduccional ⁶ . Otro punto es la orientación celular. La unión de diferentes grupos a los polipéptidos los hace más estables en su ubicación objetivo. Por ejemplo, al unir moléculas de lípidos a polipéptidos (en un proceso llamado lipidación), el polipéptido se vuelve más estable y adecuado para las membranas celulares ⁴. Otro factor más es el aumento de la estabilidad. Sí, has leído bien, en algunos casos, ¡la metionina N-terminal puede desestabilizar una proteína! Por ejemplo, una metionina N-terminal adicional no solo desestabiliza sino que también interrumpe la configuración de plegamiento nativa de$\alpha$-lactoalbúmina ⁷ . También puede haber muchos otros factores que promuevan la eliminación de la metionina N-terminal de los polipéptidos.

Por lo tanto, en resumen, no, no todas las proteínas contienen una metionina en su extremo N. ¡Espero que esto ayude!

Referencias:

_{1. Touriol, C., Bornes, S., Bonnal, S., Audigier, S., Prats, H., Prats, A.-C. y Vagner, S. (2003), Generación de diversidad de isoformas de proteínas mediante el inicio alternativo de la traducción en codones que no son AUG. Biología de la célula, 95: 169–178. doi:10.1016/S0248-4900(03)00033-9}

_{2. Ivanov IP, Firth AE, Michel AM, Atkins JF, Baranov PV. Identificación de extensiones N-terminales no iniciadas por AUG conservadas evolutivamente en secuencias codificantes humanas. Investigación de ácidos nucleicos. 2011;39(10):4220-4234. doi:10.1093/nar/gkr007.}

_{3. Sherman, F., Stewart, JW y Tsunasawa, S. (1985), Metionina o no metionina al comienzo de una proteína. Bioensayos, 3: 27–31. doi:10.1002/bies.950030108}

_{4. Modificación postraduccional - Wikipedia}

_{5. Liao, Y.-D., Jeng, J.-C., Wang, C.-F., Wang, S.-C. y Chang, S.-T. (2004), Eliminación de metionina N-terminal de proteínas recombinantes mediante ingeniería de metionina aminopeptidasa de E. coli . Ciencia de proteínas, 13: 1802–1810. doi:10.1110/ps.04679104}

_{6. Wolfgang Schumann; Wolfgang Schumann (Prof. Dr. rer. nat.) (2006). Dinámica del cromosoma bacteriano: estructura y función. Wiley-VCH}

_{7. Chaudhuri, TK, Horii, K., Yoda, T., Arai, M., Nagata, S., Terada, TP y Kumagai, I. (1999). Efecto del residuo de metionina N-terminal adicional sobre la estabilidad y el plegamiento de la alfa-lactoalbúmina recombinante expresada en Escherichia coli . Revista de Biología Molecular, 285(3), 1179–1194. doi:10.1006/jmbi.1998.2362}

Cuando los ribosomas crean péptidos, la metionina es el aminoácido inicial. Pero, en muchas proteínas, las aminopeptidasas de metionina lo cortan del extremo N-terminal. Esto sucede en los casos en que no se requiere metionina como aminoácido inicial (no se requiere en el extremo N-terminal).

Fuente: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Methionyl_aminopeptidase

Recordé el nombre de la enzima.