SNARE (proteína)


Las proteínas SNARE , " receptor SNA P RE ", son una gran familia de proteínas que consta de al menos 24 miembros en levaduras , más de 60 miembros en células de mamíferos , [2] [3] y algunos números en plantas. [4] La función principal de las proteínas SNARE es mediar en la fusión de vesículas : la fusión de vesículas con la membrana objetivo ; esto media notablemente en la exocitosis , pero también puede mediar en la fusión de vesículas con compartimentos unidos a la membrana (como un lisosoma ). Las SNARE mejor estudiadas son las que median laliberación de neurotransmisores de vesículas sinápticas en las neuronas . Estos SNARE neuronales son los objetivos de las neurotoxinas responsables del botulismo y el tétanos producidas por ciertas bacterias .

Las SNARE se pueden dividir en dos categorías: vesícula o v-SNARE , que se incorporan a las membranas de las vesículas de transporte durante la brotación, y diana o t-SNARE , que están asociadas con las membranas de las terminales nerviosas. La evidencia sugiere que los t-SNARE forman subcomplejos estables que sirven como guías para v-SNARE, incorporados en la membrana de una vesícula recubierta de proteína, uniéndose para completar la formación del complejo SNARE. [5] Varias proteínas SNARE se encuentran tanto en las vesículas como en las membranas diana, por lo tanto, un esquema de clasificación más reciente tiene en cuenta las características estructurales de las SNARE y las divide en R-SNARE y Q-SNARE. A menudo, los R-SNARE actúan como v-SNARE y los Q-SNARE actúan como t-SNARE. Las R-SNARE son proteínas que aportan un residuo de arginina (R) en la formación de la capa iónica cero en el complejo SNARE central ensamblado. Un R-SNARE particular es la sinaptobrevina, que se encuentra en las vesículas sinápticas. Los Q-SNARE son proteínas que aportan un residuo de glutamina (Q) en la formación de la capa iónica cero en el complejo SNARE central ensamblado. Los Q-SNARE incluyen sintaxina y SNAP-25. Los Q-SNARE se clasifican además como Qa-, Qb- o Qc-SNARE según su ubicación en el paquete de cuatro hélices.

Las SNARE son proteínas pequeñas, abundantes, a veces ancladas en la cola, que a menudo se insertan después de la traducción en las membranas a través de un dominio transmembrana C-terminal . Siete de los 38 SNARE conocidos, incluido SNAP-25 , no tienen un dominio transmembrana y, en cambio, están unidos a la membrana a través de modificaciones lipídicas como la palmitoilación . [7] Las proteínas ancladas a la cola se pueden insertar en la membrana plasmática , el retículo endoplásmico , las mitocondrias y los peroxisomas .entre otras membranas, aunque cualquier SNARE en particular está dirigido a una membrana única. El direccionamiento de SNARE se logra alterando la composición de los residuos de aminoácidos flanqueantes C-terminales o la longitud del dominio transmembrana. El reemplazo del dominio transmembrana con anclajes lipídicos conduce a una etapa intermedia de fusión de membranas en la que solo se fusionan las dos valvas en contacto y no las dos valvas distales de la bicapa de dos membranas. [8]

Aunque las SNARE varían considerablemente en estructura y tamaño, todas comparten un segmento en su dominio citosólico llamado motivo SNARE que consta de 60 a 70 aminoácidos y contiene repeticiones heptadas que tienen la capacidad de formar estructuras enrolladas. Los V- y t-SNARE son capaces de ensamblarse de forma reversible en haces apretados de cuatro hélices llamados complejos "trans"-SNARE. En las vesículas sinápticas, los complejos "trans" metaestables que se forman fácilmente se componen de tres SNARE: sintaxina 1 y SNAP-25 residentes en la membrana celular y sinaptobrevina (también conocida como proteína de membrana asociada a vesícula o VAMP) anclada en la membrana de la vesícula.


Maquinaria molecular que impulsa la fusión de vesículas en la liberación de neuromediadores. El complejo central de SNARE está formado por cuatro hélices α aportadas por sinaptobrevina, sintaxina y SNAP-25, la sinaptotagmina sirve como sensor de calcio y regula de cerca la compresión de SNARE. [1]
Estratificación del complejo central SNARE. En el centro está la capa iónica hidrofílica cero, flanqueada por capas de cremallera de leucina hidrofóbica.
Representación de la formación de un complejo trans -SNARE. Muestra cómo interactúa Munc18 con las proteínas SNARE durante la formación del complejo.
Esta figura proporciona una descripción general simple de la interacción de las proteínas SNARE con las vesículas durante la exocitosis. Muestra el montaje, el cierre y el desmontaje del complejo SNARE.
Una representación simplificada de la palmitoilación de un residuo de cisteína en una proteína
Apunta a las proteínas SNARE de la neurotoxina botulínica (BoNT) y la neurotoxina tetánica (TeNT) dentro de la terminal del axón . [36]
El desglose de las responsabilidades y los mecanismos de la cadena pesada (HC) y liviana (LC) de la neurotoxina tetánica: la HC ayuda a la unión de TeNT tanto al receptor de gangliósido como al receptor final. Una vez que TeNT está en la vesícula en el espacio interneuronal inhibitorio, la HC ayuda en la translocación de la LC al citoplasma. Luego, la CL, caracterizada por la actividad de la endopeptidasa de zinc, inhibe la neurotransmisión mediante la escisión de la sinaptobrevina 1.