N 말단
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1. 개요
N 말단은 단백질을 구성하는 아미노산 사슬의 한쪽 끝을 의미한다. 단백질 번역 과정에서 N 말단은 리보솜에서 합성되는 단백질의 첫 부분이며, 신호 펩타이드를 포함하여 단백질을 특정 세포 소기관으로 운반하는 역할을 수행한다. 또한 N 말단은 단백질의 반감기를 결정하는 N-말단 규칙과 관련이 있다. N-말단은 아세틸화, 미리스토일화, 아실화 등의 변형을 통해 단백질의 기능과 위치를 조절하며, 세포막 부착에도 관여한다.
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| N 말단 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
| 명칭 | N-말단 |
| 다른 이름 | N-터미너스 아미노-터미너스 NH₂-터미너스 아민-터미너스 |
| 설명 | 폴리펩타이드 또는 단백질의 아미노산 사슬의 시작 부분 |
| 상세 설명 | 단백질이나 폴리펩타이드에서 자유 아미노기를 가진 말단 |
| 역할 | 단백질 생합성 시작점, 단백질 분해 및 변형에 영향 |
| 특징 | 각 단백질은 고유한 N-말단 아미노산 서열을 가짐 폴리펩타이드 사슬의 첫 번째 아미노산 잔기에서 유래 |
| 중요성 | 단백질의 안정성, 기능, 세포 내 위치 결정에 중요 |
| 관련 효소 | 아미노펩티다아제 (N-말단 아미노산을 제거하는 효소) |
| 구조 및 화학 | |
| 화학 구조 | H₂N-CHR-CO-... |
| 작용기 | 자유 아미노기 (-NH₂) |
| 관련 반응 | 에드만 분해 (N-말단 아미노산 서열 분석) N-아세틸화 (N-말단 아미노기 변형) |
| 연결 | 펩타이드 결합 (다음 아미노산 잔기와 연결) |
2. 화학
각각의 아미노산은 아민기 및 카복실기를 갖는다. 아미노산은 하나의 아미노산의 카복실기를 다음 아미노산의 아민기에 머리-꼬리(head-tail) 방식으로 결합시켜 폴리펩타이드 사슬을 형성하는 탈수 반응을 통해 형성되는 펩타이드 결합에 의해 서로 연결된다. 사슬에는 두 끝부분인 N 말단과 C 말단이 있다.[6]
N 말단은 단백질 생합성 과정에서 리보솜을 빠져나오는 단백질의 첫 번째 부분으로, 세포 내 특정 위치로 단백질을 안내하는 신호 펩타이드 서열을 포함하기도 한다. 이 신호 펩타이드는 목적지에 도착하면 펩티다아제에 의해 제거된다. 단백질의 N-말단 아미노산은 N-말단 규칙에 따라 단백질의 반감기를 결정하는 중요한 요소이다.[1]
전령 RNA에서 단백질이 번역되면 N 말단에서 C 말단 방향으로 합성된다. 번역의 신장 단계동안 아미노산의 전하를 띤 운반 RNA상에서 N 말단은 성장 사슬의 C 말단에 부착된다. 유전 부호의 개시 코돈(AUG)이 아미노산인 메티오닌을 암호화하기 때문에, 대부분의 단백질 서열은 메티오닌(또는 세균, 미토콘드리아 및 엽록체에서는 메티오닌의 변형인 N-포르밀메티오닌(fMet))으로 시작한다. 그러나 일부 단백질은 번역 후 절단에 의해 변형되므로, N 말단에 상이한 아미노산을 가질 수 있다.[2]
3. 기능
3. 1. N-말단 표적화 신호
N 말단은 단백질 생합성 과정에서 리보솜을 빠져나오는 단백질의 첫 번째 부분이다. N-말단에는 단백질을 적절한 소기관으로 전달하는 신호 펩타이드 서열이 포함되어 있기도 하다. 신호 펩타이드는 보통 목적지에 도착한 후 신호 펩티다아제에 의해 제거된다. 단백질의 N-말단 아미노산은 단백질의 반감기(분해될 가능성)를 결정하는 중요한 요소인데, 이를 N-말단 규칙이라고 한다.[1]
3. 1. 1. 신호 펩타이드
N 말단 신호 펩타이드는 신호 인식 입자(SRP)에 의해 인식되어 단백질을 분비 경로로 이동시킨다. 진핵 세포에서는 이러한 단백질이 거친면 소포체에서 합성된다. 원핵 세포에서는 단백질이 세포막을 가로질러 수송된다. 엽록체에서는 신호 펩타이드가 단백질을 틸라코이드로 이동시킨다.[1]
3. 1. 2. 미토콘드리아 표적화 펩타이드
N말단 미토콘드리아 표적 펩타이드(mtTP)는 단백질을 미토콘드리아 내부로 수송하는 역할을 하는 것으로 여겨진다.[1]
3. 1. 3. 엽록체 표적화 펩타이드
N말단 엽록체 표적 펩타이드(cpTP)는 단백질을 엽록체 내부로 수송하는 역할을 한다.[1]
4. N-말단의 변형
단백질의 N-말단은 공번역 또는 번역 후 변형될 수 있다. 변형에는 아미노펩티다아제에 의한 개시 메티오닌(iMet) 제거, 아세틸, 프로피오닐, 메틸과 같은 작은 화학기 부착, 팔미토일 및 미리스토일기와 같은 막 앵커 추가 등이 있다.[7][3]
일부 단백질은 번역 후 변형 과정을 거쳐 세포막에 고정되는데, 이는 단백질이 막관통 도메인 없이 세포막에 결합됨을 의미한다.
4. 1. N-말단 아세틸화
단백질의 N-말단은 공번역 또는 번역 후 변형될 수 있다. 변형에는 아미노펩티다아제에 의한 개시 메티오닌(iMet)의 제거, 아세틸, 프로피오닐, 메틸과 같은 작은 화학기의 부착, 그리고 팔미토일 및 미리스토일기와 같은 막 앵커의 첨가가 포함된다.[3][7]4. 2. N-말단 미리스토일화
단백질의 N-말단은 아미노펩티다아제에 의한 개시 메티오닌(iMet) 제거, 미리스토일기와 같은 막 앵커 첨가 등을 통해 번역 후 변형될 수 있다.[7]일부 단백질은 번역 후 변형 과정을 거쳐 세포막의 고정 장치에 부착되는 것으로 여겨지는데, 이는 단백질이 막관통 도메인 없이 세포막에 결합됨을 의미한다. 단백질의 N-말단은 N-미리스토일화 반응을 통해 미리스토일기가 부착될 수 있다.
4. 3. N-말단 아실화
단백질의 N-말단은 번역 후 변형될 수 있다. 번역 후 변형에는 아미노펩티다아제에 의한 개시 메티오닌(iMet)의 제거, 아세틸, 프로피오닐, 메틸과 같은 작은 화학기의 부착, 그리고 팔미토일 및 미리스토일기와 같은 막 앵커의 첨가가 포함된다.[3]일부 단백질은 번역 후 변형 과정을 거쳐 세포막의 고정 장치에 부착되는 것으로 여겨지는데, 이는 단백질이 막관통 도메인 없이 세포막에 결합됨을 의미한다. 단백질의 N-말단은 다음 경로를 통해 변형된다.
- '''N-미리스트일화 반응''': N-말단에 미리스토일기가 부착된다.
- '''N-아실화 반응''': N-말단에 지방산이 부착되어 N-아실화 단백질이 된다. 가장 일반적인 변형은 팔미토일기(C16)의 부착이다.[7]
4. 4. 기타 변형
단백질의 N 말단은 번역 후 변형될 수 있다. 변형에는 아미노펩티다아제에 의한 개시자 메티오닌(iMet) 제거, 아세틸, 프로피오닐, 메틸기와 같은 작은 화학 그룹 부착, 팔미토일 및 미리스토일기와 같은 막 앵커 추가가 포함된다.[7][3] 단백질 N 말단은 공번역 또는 번역 후 변형될 수 있다.[3]참조
[1]
웹사이트
Peptides & Proteins
https://www2.chemist[...]
2013-05-05
[2]
서적
Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level
Wiley
2013
[3]
저널
N-terminal modifications of cellular proteins:The enzymes involved, their substrate specificities and biological effects
2015-04-21
[4]
저널
Towards a Functional Understanding of Protein N-Terminal Acetylation
2011-05-31
[5]
웹인용
Peptides & Proteins
https://www2.chemist[...]
[6]
서적
Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level
https://archive.org/[...]
[7]
저널
N-terminal modifications of cellular proteins:The enzymes involved, their substrate specificities and biological effects
2015-04-21
[8]
저널
Towards a Functional Understanding of Protein N-Terminal Acetylation
2011-05-31
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