N末端 N-terminus

N末端とは、ポリペプチドの末端に位置する遊離のアミン基(-NH2)を指し、タンパク質やポリペプチドの開始点である。
アミノ酸の化学構造

N末端はアミノ末端、NH2末端、N末端、アミン末端とも呼ばれる。ペプチドでは、アミン基はタンパク質の他のカルボキシル基と結合して鎖状になるが、タンパク質の末端アミノ酸はカルボキシル基の末端でしか結合していないため、残った自由なアミン基をN末端と呼ぶ。通常、ペプチド配列は翻訳の方向とテキストの方向を一致させるためN末端からC末端へ、左から右へと書かれる。タンパク質がメッセンジャーRNAから翻訳される際には、N末端からC末端へ、つまりカルボキシル末端にアミノ酸が付加されて作られるためである。

N末端の機能

N末端は、タンパク質の生合成において、リボソームを出る最初の部分である。この部分にはシグナルペプチド配列が含まれていることが多く、これは「細胞内郵便番号」と呼ばれ、タンパク質を適切なオルガネラに送り届けるためのものである。このシグナルペプチドは、通常、シグナルペプチダーゼによって除去される。タンパク質のN末端のアミノ酸は、その半減期(分解される可能性)を決定する重要な要素である。これを「N末ルール」と呼ぶ。

シグナルペプチド

分泌経路に向かって新たに合成されるほとんどのタンパク質のN末端(場合によってはC末端)に存在する通常16~30アミノ酸という短いペプチドはシグナルペプチドとして機能する。これらのタンパク質には、特定の小器官(小胞体、ゴルジ体エンドソーム)の内部に存在するもの、細胞から分泌されるもの、ほとんどの細胞膜に挿入されるものが含まれている。タイプIの膜結合タンパク質のほとんどはシグナルペプチドを持っているが、タイプIIやマルチスパンの膜結合タンパク質の大部分は、第1膜貫通ドメインによって分泌経路に標的化される。このドメインは、切断されないことを除けば、生化学的にはシグナル配列に似ている。それらは一種の標的ペプチドである。
N末端のシグナルペプチドは、シグナル認識粒子(SRP)によって認識され、タンパク質を分泌経路へと導く。真核細胞では粗面小胞体で合成され、原核細胞では細胞膜を介して分泌される。

ミトコンドリアターゲティングペプチド

N末端のミトコンドリアターゲティングペプチド(mtTP)は、タンパク質がミトコンドリアに取り込まれることを可能にする。

N末端の修飾

タンパク質のN-末端は、翻訳前または翻訳後に修飾される。
修飾にはアミノペプチダーゼによるイニシエーターメチオニン(iMet)の除去、アセチル基、プロピオニル基、メチル基などの小さな化学基の結合、パルミトイル基やミリストイル基などの膜アンカーの付加などがある。

この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号