N-terminal
L'extrémité N-terminale (ou N-terminus) d'un peptide est l'extrémité de la chaîne polypeptidique qui porte un groupe amine libre (-NH₂), par opposition au C-terminal qui porte le groupe carboxyle. Par convention, la séquence est toujours écrite du N-terminal (à gauche) vers le C-terminal (à droite), reproduisant l'ordre de biosynthèse ribosomale où la méthionine initiatrice occupe toujours la position N-terminale.
Le N-terminal est la zone la plus exposée à la dégradation enzymatique en conditions physiologiques. De nombreuses aminopeptidases, leucine-aminopeptidase (LAP), pyroglutamate aminopeptidase et surtout la dipeptidyl peptidase 4 (DPP-4) clivent les premiers acides aminés depuis l'extrémité N-terminale. La DPP-4 en particulier, en coupant après un Pro ou un Ala en position 2, inactive en quelques minutes de nombreux peptides régulateurs majeurs : GLP-1 natif, GIP, substance P, NPY, VIP, hormone libérant la GH.
Cette vulnérabilité explique pourquoi la protection du N-terminal est une stratégie centrale dans la conception d'analogues thérapeutiques stables. Les approches courantes incluent : substitution de l'acide aminé en position 2 (Ala → Aib dans le semaglutide), acylation N-terminale (acétylation, pyroglutamatation spontanée), ajout d'acides aminés non standards (D-isomères, β-aminoacides), greffe de groupements encombrants (PEG, lipides).
En spectrométrie de masse, le N-terminal est un repère analytique essentiel. Les méthodes de séquençage Edman (dégradation chimique séquentielle depuis l'extrémité N-terminale) ont historiquement permis de déterminer des milliers de séquences peptidiques. Aujourd'hui, la fragmentation MS/MS exploite les ions b (coupures côté N-terminal) et y (coupures côté C-terminal) pour reconstruire la séquence. La connaissance fine de l'architecture N-terminale reste donc centrale en recherche peptidique moderne.
L'extrémité N-terminale est le dernier résidu ajouté lors de la SPPS et celui qui est généralement fonctionnalisé pour améliorer les propriétés pharmacologiques. Les modifications N-terminales les plus courantes en recherche peptidique incluent : acétylation (-Ac) protégeant contre les aminopeptidases (thymosine β-4, Ac-SDKP) ; pyroglutamate (pGlu) spontanément formé à partir de Gln ou Glu N-terminal ; myristoylation ou palmitoylation (Matrixyl, palmitoyl-peptides dermatologiques) ; acylation par acides gras longs comme la chaîne C18 du sémaglutide ou C20 du tirzepatide/cagrilintide, conférant une liaison albumine et une demi-vie prolongée ; PEGylation ou conjugaison FITC pour les outils d'imagerie.
L'analyse N-terminale par dégradation d'Edman (PITC → PTH-acide aminé) reste la référence pour séquencer un peptide court depuis l'amine libre, avec une sensibilité picomolaire et une cadence de ~1 résidu par cycle de 45 min. Si l'extrémité N-terminale est bloquée (acétylée, formylée, pGlu), Edman est inopérant et il faut recourir au séquencage de novo par LC-MS/MS avec fragmentation CID ou HCD des ions précurseurs. La signature N-terminale est également capturée par spectrométrie de masse MALDI-TOF : un pic de type b1 ou a1 caractéristique révèle l'identité du premier résidu.