133-140 Asli Cakar - Hacettepe Ãniversitesi TÄ±p FakÃ¼ltesi

More documents

Recommendations

Info

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‹
SNARE proteinler ve mikroorganizma iliflkisi Şekil 1. SNARE proteinlerine bağımlı membran füzyonu sırasında plazma membranında bulunan üç SNARE proteini ile veziküler membranda bulunan SNARE proteininin kompleks oluşturarak iki membranı füzyona hazırlaması [2]. Şekil 2. Sinaptik vezikül ve plazma membranında yer alan SNARE proteinleri [17]. yon kinetiği 1 milisaniye gibi çok kısa sürelerde gerçekleşirken, bazı hücrelerde 10 saniye ile dakikalar arasında değişmektedir. Bu farklılığın altta yatan sebebi, lokal membran yapısı ya da SNARE proteinlerinin konsantrasyonu olabileceği gibi, diğer regülatör proteinlerin de füzyonda rol oynadığı bir gerçektir. Konstütif yolakta, hücre içi veziküller plazma membranına ulaştıklarında spontan olarak ekzositoza yol açar. Oysa nöronal hücrelerde meydana gelen regülatif sekresyonda veziküller önce plazma membranında akümüle olarak füzyona hazırlanır ve bir uyarım sonucu (serbest kalsiyum miktarının lokal olarak artmasıyla) füzyon gerçekleşir. Füzyon sırasında veziküller içinde taşınan sinir ileticileri, vezikülle hedef membranın tamamen füzyonu yerine, geçici bir por oluşturularak salınır. Bu fenomene “kiss and run” fenomeni adı verilir. Bu şekilde sinir ileticileri 1 milisaniye içinde salınırken, konstütif yolakta bu süreç 1000 kat daha yavaş işler [12]. “Kiss and run” fenomeni dışında regülatif ekzositozun bu kadar hızlı olmasının farklı nedenleri de bulunmaktadır. SNARE proteinler füzyonun özünü oluşturmakla birlikte füzyonun gerçekleşebilmesi için başka proteinlere de ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle SNARE proteinlerine minimal füzyon makinesi adı verilmektedir [13]. Füzyonu kontrol eden diğer proteinler, füzyonu tetikleyen proteinler ve spontan füzyonun oluşmasını engelleyen proteinlerden oluşmaktadır [14]. Regülatif ekzositozda füzyonun gerçekleşmesi için bir uyarıma ihtiyaç vardır. Bu uyarım lokal kalsiyum miktarının artışıdır. Nöronal hücrelerde kalsiyum sensör proteini synaptotagmindir. Synaptotagminin kalsiyuma bağlanabilme yeteneği ekzositozu hızlandırır. Synaptotagminin N terminali vezikül membranına bağlıdır ve sitoplazmada iki kalsiyum bağlanma bölgesi bulundurur. Synaptotagmin kalsiyuma bağlandığında t-SNARE proteinlerine bir sinyal ileterek, bu proteinlerin v-SNARE proteini ile bağlanmalarını sağlar. Veziküller sinapslarda kalsiyum giriş bölgelerinin hemen yakınında toplanır. Bu lokalizasyon füzyonun hızlı olmasının nedenlerinden biridir. Synaptotagmin düşük hücre içi kalsiyum konsantrasyonunda, SNARE kompleksine bağlanarak bir tür kıskaç görevi görür. Ancak dışarıdan kalsiyum sinyalinin alınması sonucu hücre içi kalsiyum yoğunluğu arttığında synaptotagmin SNARE kompleksinden ayrılarak kalsiyuma bağlanır ve Cilt 42 • Say› 3 • 2011 135
Page 1: DERLEME REVIEW Hacettepe T›p Derg
Page 5 and 6: SNARE proteinler ve mikroorganizma
Page 7 and 8: SNARE proteinler ve mikroorganizma

133-140 Asli Cakar - Hacettepe Ãniversitesi TÄ±p FakÃ¼ltesi

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

133-140 Asli Cakar - Hacettepe Ãniversitesi TÄ±p FakÃ¼ltesi