133-140 Asli Cakar - Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi

Çakar ve Özkuyumcu
SNARE proteinler 18-32 kDa ağırlığında integral
membran proteinler olup, N terminal bölge, C terminal
bölge ve ortada SNARE motif olarak adlandırılan tekrarlayan
heptad ünitelerinden oluşan bir bölge olmak üzere
üç kısımdan oluşmaktadır. SNARE proteinlerde C terminal
kısım membranda, kısmen korunmuş olan amino
terminal kısım sitoplazmada bulunmaktadır. Amino
terminal sonrasında bulunan ve SNARE motif olarak
adlandırılan yaklaşık 70 aminoasitten oluşan bölge korunmuş
bölgedir [3].
SNARE proteinlerin özgüllük ve kompleks oluşturabilme
olmak üzere iki önemli özelliği bulunmaktadır;
Özgüllük: Her SNARE proteinin yer aldığı hücre ve
hücredeki lokalizasyonu farklı ve özgüldür. Vezikülde
bulunan SNARE proteini daima vezikülde, plazma
membranında bulunan SNARE proteini ise daima plazma
membranında yer alır. Bu nedenle hücredeki lokalizasyonlarına
göre vezikülde bulunan SNARE proteinlerine
v-SNARE, plazma membranında bulunan SNARE
proteinlerine ise t-SNARE (target-SNARE) proteinleri adı
verilir. SNARE proteinlerin özgüllüğü sadece lokalizasyonlarıyla
sınırlı değildir. Bir SNARE proteini daima belirli
SNARE proteinleriyle bağlanabilir [4].
Kompleks oluşturma: SNARE proteinlerin diğer bir
özelliği de kompleks oluşturabilmeleridir. Bu fonksiyon
da özgüllük gibi sıkı kurallara bağlıdır.
Oluşan SNARE kompleksi her zaman dört SNARE
proteininden oluşmaktadır. Bir SNARE proteini vezikül
membranında, diğer üç SNARE proteini ise plazma
membranında yer almaktadır. Kompleks oluşumu
SNARE proteinin distal ucundan, diğer bir deyişle N-
terminal bölgesinden başlar. SNARE proteinleri birbiri
üzerine kıvrılarak çok sıkı bir sarmal oluşturur. Oluşan
bu yapı sodyum dodesil sülfata (SDS) dirençli ve termostabildir.
SNARE kompleksin erime derecesi
90°C’dir. Oluşan SNARE kompleksinde 16 katman ayrıştırılmıştır.
En ortadaki katman SNARE proteinlerinin
motiflerinin biraraya gelmesinden oluşmaktadır. Bu
bölgeye iyonik merkez ya da 0 noktası adı verilir. v-
SNARE proteinlerinde motifin tam ortasında arjinin
aminoasidi, diğer membranda bulunan SNARE proteinlerin
motiflerinin tam ortasında ise glutamin aminoasidi
bulunur. Dolayısıyla bir SNARE kompleksi oluştuğunda
iyonik bölgede bir arjinin (R), üç glutamin (Q)
aminoasidi bulunur. Bu oran yani 1R/3Q oranı tüm
SNARE kompleksler için geçerlidir. Bu özellik göz önüne
alınarak SNARE proteinleri farklı bir şekilde sınıflandırmak
da mümkündür. İyonik bölgede arjinin aminoasidi
içeren proteinlere R-SNARE, glutamin aminoasidi
içeren proteinlere ise Q-SNARE adı verilebilir. Aslında
bu sınıflama daha doğru bir yaklaşımdır. Zira füzyon
her zaman vezikül ile plazma membranı arasında
olmaz. İki vakuolün füzyonu sırasında bir vakuolde R-
SNARE diğer vakuolde ise üç adet Q-SNARE proteini
bulunmak zorundadır. Q-SNARE proteinlerinin membrandaki
yerleşimleri de özgüldür. Üç protein her zaman
aynı pozisyonda yer alır. Hedef membranda bulunan
üç Q-SNARE proteininin lokalizasyonu a, b ve c
olarak isimlendirilir. Bir protein eğer a pozisyonunda
ise her zaman bu pozisyonda yer alır. Diğer bir deyişle
SNARE proteinleri arasındaki hem bağlanma hem de
lokalizasyonlar son derece özgüldür [5]. Kompleks oluşumu
sırasında SNARE proteinleri membranın distal
ucundan kıvrılmaya başlar. Transmembran domaine
kadar devam eden bu kıvrılma iki membranı birbirine
yaklaştırır. Oluşan kompleks, membranı strese sokarak
füzyona hazırlar. SNARE kompleksler her zaman
membrana paralel yer alır. Bu organizasyon füzyon reaksiyonunda
lipid tabakaların birbirine yakınlaşması
için önem taşımaktadır (Şekil 1). SNARE kompleks oluşumu
sırasında açığa çıkan enerji transmembran domainlerden
geçerek lipid tabakasının stabilizasyonunu
bozar ve füzyonun gerçekleşmesine yardımcı olur [6].
Sinir hücrelerinde yer alan SNARE proteinleri
SNARE proteinler, sinir hücreleri arasında sinir ileticilerinin
iletilmesinde son derece önemli bir rol alır. Sinir
ileticileri nöronlar içinde sinaptik veziküllerde bulunur
ve diğer sinapsa ekzositoz yoluyla gönderilir. Nöronal
aksonun presinaptik membranı hücre uyarımı ile
hızlı ekzositik olayların meydana geldiği bölgedir. Uyarımı
takiben sinir ileticisi taşıyan sinaptik veziküller
presinaptik membranla füzyona girerek içeriklerini sinaptik
boşluğa bırakır ve postsinaptik hücrede sinir ileticilerine
özgül reseptörler aracılığıyla hücre içine girer
[7]. Sinaptik veziküllerde bulunan SNARE proteini
VAMP veya synaptobrevin adını alır. Plazma membranında
ise Syntaxin ve SNAP-25 olmak üzere iki SNARE
protein bulunmaktadır (Şekil 2). SNAP-25 proteini tam
orta noktasında bulunan sistein aminoasidi ile membrana
tutunur. N- ve C- terminal bölgeleri tekrarlayan
heptad dizilimlerini içerir ve iki farklı SNARE proteini
gibi işlev görür [8-10].
Füzyonun olabilmesi için ne kadar SNARE kompleksinin
oluşmasına ihtiyaç vardır? Her oluşan SNARE
kompleks 35 kcal/mol enerjinin açığa çıkmasına neden
olur. Füzyon için gereken enerji ise yaklaşık 50-100
kcal/mol’dür. Dolayısıyla oluşan yaklaşık üç SNARE
kompleksi membran füzyonu için yeterlidir [11].
Füzyon hızını belirleyen etmenler
SNARE proteinlerin oluşturduğu komplekse bağlı
gelişen füzyonun hızı değişkendir. Bazı hücrelerde füz-
134
H ACETTEPE T IP D ERG‹S‹