SNARE (Protein) - o prezentare generală a subiectelor ScienceDirect

Proteinele SNARE sunt un grup de proteine care sunt critice pentru fuziunea membranei și exocitoza neurotransmițătorilor din celulă și includ sinaptobrevin (familia de proteine membranare asociate veziculelor [VAMP]), sintaxină și SNAP-25.

Termeni asociați:

Exocitoza
Sintaxina
Enzime
Membranele de fuziune
Mutaţie
Proteine
Neuroni
Plasma cu membrană
Vezicule sinaptice

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Straturile lipidice planare (BLM) și aplicațiile lor

1. INTRODUCERE

Proteinele SNARE sunt motoare moleculare care conduc la fuziunea biologică a două membrane [1]. O parte a ansamblului motorului se află în membrana veziculelor (v-SNARE) și o parte se află în membrana țintă (t-SNARE) [2,3]. În timpul fuziunii, multe perechi potrivite de v- și t-SNARE se întrepătrund pentru a trage membranele opuse aproape astfel încât să se topească. Această amestecare evocă o imagine sugerată de acronimul proteinelor, SNARE. Cu toate acestea, este probabil ca această imagine să nu fie amintită de semnificația unui acronim. SNARE înseamnă receptor SNAP, SNAP înseamnă solubil Atașament SF roteină, iar NSF reprezintă factorul sensibil la N-etilmaleimidă! Recent, a fost utilizată o utilizare mai puțin informativă, dar mai directă a acronimului SNARE: olubil -factor de etilmale-imid-sensibil-Aproteina tachment receptori [1, 4-5] .

Înainte de a se produce fuziunea, vezicula este livrată către și se ancorează cu membrana țintă. Odată ce vezica este ancorată, proteinele SNARE pot fi activate pentru a contopi vezicula și membranele țintă împreună. Deși pașii de livrare și andocare sunt interesanți și sunt cercetați intens, pasul de fuziune este punctul central al acestui capitol. Fuziunea a două membrane este un proces care se pretinde investigației folosind principiile de electrofiziologie și tehnica membranei lipidice negre (BLM).

Cuplarea stimul-secreție în celulele acinare pancreatice

50.5.4 Proteine SNARE

Au fost identificate și alte proteine asociate SNARE și potențiale proteine care interacționează. Proteina modulatoare SNARE, Munc18c. a fost identificat în celulele acinare, localizat la membrana basolaterală și s-a arătat că se disociază ca răspuns la concentrații mari de CCK sau PKC. 347 Acest lucru a fost sugerat pentru a media secreția bazolaterală. Mai recent, s-a demonstrat că etanolul sporește acest efect. 350 Munc18b este cunoscut că interacționează cu sintaxina 2 și 3 și că este implicat în eliberarea amilazei din celulele parotide. Cab45b a fost identificat ca un partener de legare Munc18b și anticorpul împotriva Cab45b a inhibat eliberarea amilazei stimulate de Ca2+ în acini de șobolan permeabilizați SLO. 351 Un alt modulator SNARE, complexina 2, s-a arătat recent că modulează exocitoza ZG reglată de VAMP-2. 352 Alte proteine raportate pe ZG și care pot juca un rol în secreție includ proteina de șir de cisteină, 353 sincolină, 354.355 și subunitățile de proteine G heterotrimerice αq/11 237 și Gαo și Gαs. 238

Inferirea structurilor intermediarilor cinetici în exocitoza declanșată de Ca2 +

1 SNARE-uri

Proteinele SNARE constituie o familie numeroasă cu o gamă largă de funcții în diferite forme de trafic de membrană. SNARE-urile sinaptice, sinaptobrevina (VAMP), SNAP-25 și sintaxina sunt esențiale pentru exocitoza declanșată de Ca 2+ (Jahn & Scheller, 2006; Schiavo, Matteoli și Montecucco, 2000). Domeniile omoloage din aceste proteine ale ∼70 aminoacizilor se unesc pentru a forma un complex format din 4 α-elice paralele. Structura cristalină a acestui complex de către Sutton, Fassauer, Jahn și Brunger (1998) a avut o influență majoră asupra gândirii în acest domeniu. Această structură este un element esențial în majoritatea mecanismelor pe care cercetătorii le-au propus pentru exocitoză și a fost invocată de multe ori în modele de fuziune membranară. Cu toate acestea, aceste modele depind de unele probleme critice nerezolvate. În primul rând, dacă fuziunea este mediată de mai mult de un complex SNARE (adică un complex de complexe SNARE), atunci trebuie să cunoaștem numărul de complexe SNARE care se reunesc în timpul fuziunii unei vezicule. În al doilea rând, trebuie să cunoaștem relația dintre gradul de asamblare complexă SNARE și progresul fuziunii.

Studiile biochimice au arătat că complexele SNARE formează oligomeri cu greutate moleculară mare (Hayashi, Yamasaki, Nauenburg, Binz și Niemann, 1995; Hayashi și colab., 1994), ceea ce este în concordanță cu munca cooperativă în celule. Mai mult, schimbarea domeniului a fost raportată între complexele SNARE (Kweon și colab., 2002). O estimare timpurie a numărului de complexe SNARE necesare pentru fuziune s-a bazat pe dependența supralineară de concentrația inhibării de către un fragment sinaptobrevin care previne formarea complexului SNARE. Acest studiu a obținut o valoare de 3 (Y. Hua și Scheller, 2001), care a fost confirmat de un experiment strâns legat care implică concurență între formele funcționale și nefuncționale ale SNAP-25 (Mohrmann, de Wit, Verhage, Neher și Sorensen, 2010). Acțiunile toxinelor clostridiale, care scindează proteinele SNAP sinaptice, sugerează că numărul ar putea fi mult mai mare (Montecucco, Schiavo și Pantano, 2005). Aceste estimări bazate pe abruptitatea dependenței de concentrația SNARE ar trebui luate ca limite inferioare numărului real de complexe SNARE participante.

Testele de fuziune a lipozomilor au fost, de asemenea, utilizate pentru a estima numărul de complecși SNARE care conduc un eveniment de fuziune cu membrană. Un studiu a sugerat că numai un singur complex SNARE poate îndeplini această sarcină (van den Bogaart și colab., 2010), dar acești autori nu au evaluat rata de fuziune în funcție de numărul de SNARE pe veziculă. Alte studii în sisteme reconstituite au sugerat că sunt necesare mai multe (5-11, Karatekin și colab., 2010; 6-8, Domanska, Kiessling, Stein, Fasshauer și Tamm, 2009). Numărul real poate depinde de condiții; variațiile numărului de proteine per lipozom duc la rezultate diferite (Domanska, Kiessling și Tamm, 2010). Dacă sunt necesare mai multe complexe SNARE pentru fuziune, aranjamentul cel mai plauzibil ar fi cu fasciculele cu 4 spirale paralele cu planul membranelor de fuziune și care radiază spre exterior dintr-un focar central, precum spițele unei roți. Aceste proteine au ancore de membrană (discutate mai jos) și plasarea acestor motive în centrul focalizării ar concentra forțele generate de complexele SNARE pentru a maximiza capacitatea lor de a deforma membranele (Jackson, 2010) (Fig. 4 a). Într-adevăr, microscopia electronică a arătat că complexele SNARE izolate din creier formează agregate asemănătoare stelelor (Hohl și colab., 1998; Rickman, Hu, Carroll și Davletov, 2005).

Figura 4. Intermediarii de fuziune se bazează pe proteinele SNARE. (a) O configurație asemănătoare unei stele a complexelor SNARE, care probabil înconjoară un por de fuziune. (b) Un por de fuziune asemănător joncțiunii închise, format din ancorele membranei SNARE. (c) Un por de fuziune asemănător joncțiunii deschise. Notă: Creșterea membranei plasmatice către veziculă face din aceasta o structură hibridă. (A se vedea Insertul de culoare.)