Fusion membranaire : protéines SNARE
Protéines Qb/c-SNARE : SNAP-29, SNAP-23 et SNAP-47

Les protéines SNARE forment quatre sous-familles conservées au cours de l'évolution :

• les v-SNARE (v pour vésiculaire), qui sont pour la plupart des R-SNARE,
• les t-SNARE (t pour target, cible) qui sont pour la plupart des Q-SNARE( infos sur la nomenclature).

SNAP-29

Structure
de SNAP-29

1. SNAP-29 est une Qb/c-SNARE, appartient à la famille des SNAP (Synaptosomal-Associated Protein).

• Sa structure est composée de deux domaines SNARE, relié par un long lien ou linker ( structure des VAMP).
• SNAP29 possède aussi un motif NPF (asparagine-proline-phénylalanine), à son extrémité N-terminale.

2. SNAP-29 peut s'associer de manière transitoire, i.e. elle ne possède pas de domaine transmembranaire, à la membrane des organites comme l'appareil de Golgi, les endosomes et les lysosomes, en interagissant avec d'autres facteurs endocytaires, tels que les syntaxines.

Rôles de SNAP-29

La large distribution de SNAP-29 lui permet de fonctionner dans une variété de processus de trafic membranaire, du trafic endolysosomal à la sécrétion.

SNAP-29 est impliqué dans (Multiple functions of the SNARE protein Snap29 in autophagy, endocytic, and exocytic trafficking during epithelial formation in Drosophila 2014) :

• l'exocytose constitutive,
• la fusion des autophagosomes/lysosomes.

Rôles dans l'autophagie

SNAP-29 joue un rôle majeur dans l'autophagie.

Dans les cellules de mammifères touchés par la famine, SNAP-29 se colocalise avec les structures LC3 positives pour STX17, la syntaxine de l'autophagie, et l'inactivation de SNAP-29 conduit à l'accumulation de LC3-II et à l'inhibition du flux autophagique (The Hairpin-type Tail-Anchored SNARE Syntaxin 17 Targets to Autophagosomes for Fusion with Endosomes/Lysosomes 2012).

1. Dans des circonstances normales, SNAP-29 se combine avec STX17 et VAMP8, formant un complexe impliqué dans le processus de formation de l'autophagosomes et du lysosomes an vue de la fusion.

2. SNAP-29 subit la O-GlcNAc-glycosylation (O-GlcNAcylation) qui conduit à la formation du complexe SNAP-29/STX17/VAMP8, affectant par la suite la fusion de l'autophagosome et de la membrane lysosomale (O-GlcNAc-modification of SNAP-29 regulates autophagosome maturation 2014).

• OGT (O-linked N-acétylglucosamine (GlcNAc) Transférase) médie la O-GlcNAcylation de SNAP-29 sur plusieurs sites sérine et thréonine (S2, S61, T130 et S153). Ces modifications sont supprimées par OGA (O-GlcNAcase).
• Lors de famine, les niveaux de O-GlcNAcylation sur SNAP-29 sont réduits et SNAP-29 non modifié forme un complexe plus stable avec STX17 et VAMP8 pour assurer la médiation de la fusion autophagosome-lysosome.

La modification O-GlcNAc de SNAP-29 met en évidence ses fonctions et ses mécanismes moléculaires chez des rats diabétiques de type I (O-GlcNAc-modified SNAP29 inhibits autophagy-mediated degradation via the disturbed SNAP29-STX17-VAMP8 complex and exacerbates myocardial injury in type I diabetic rats 2018).

En outre, DAPK3 (Death Associated Protein Kinase 3), membre de la famille des protéines DAPK impliquées dans le diabète sucré gestationnel (GDM), améliore l'interaction STX17-SNAP-29 en se liant à SNAP-29 (Silencing DAPK3 blocks the autophagosome-lysosome fusion by mediating SNAP29 in trophoblast cells under high glucose treatment 2020).

Rôle dans la reproduction cellulaire

Certains SNAP-29 sont relocalisés à partir de la zone réticulum endoplasmique/Golgi pour former le kinétochore externe (An essential step of kinetochore formation controlled by the SNARE protein Snap29 2016).

Le kinétochore est une structure essentielle qui assure la ségrégation précise des chromosomes dans la mitose et la méiose.

• Snap-29 se localise sur le kinétochore externe et empêche la mauvaise ségrégation des chromosomes et la formation de cellules avec des noyaux fragmentés.
• Snap-29 recrute Knl1 ( (Kinetochore Scaffold 1) au niveau du kinétochore, protéine impliquée dans la fixation des microtubules aux centromères des chromosomes et dans l'activation du point de contrôle du fuseau pendant la mitose.

Rôle dans le système endomembranaire

SNAP-29 semble aussi intervenir dans le système endomembranaire, en particulier dans l'architecture de l'appareil de Golgi et le trafic rréticulum endoplasmique/Golgi (Activity of the SNARE Protein SNAP29 at the Endoplasmic Reticulum and Golgi Apparatus 2021).

SNAP29 forme des structures allongées qui pourraient aider à la fixation des vésicules et/ou qui pourraient réguler la compétence de fusion des syntaxines :

• STX5 qui intervient dans le sens RE/Golgi et intra-Golgi,
• STX18 qui intervient dans le sens Golgi/RE.

SNAP-23

SNAP-23, Qb/c-SNARE, appartient à la famille des SNAP (Synaptosomal-Associated Protein), est principalement localisée à la membrane plasmique et intervient dans l'exocytose régulée, i.e. les cellules libèrent le contenu des vésicules sécrétoires par la fusion des vésicules et des membranes plasmiques lors de la stimulation.

1. SNAP-23 est impliqué dans la dégranulation, réponse effectrice fondamentale des mastocytes et des plaquettes (SNAP23 is essential for platelet and mast cell development and required in connective tissue mast cells for anaphylaxis 2021).

• 

  Les mastocytes (MC) modulent l'inflammation locale et systémique par la libération de médiateurs inflammatoires (comme l'histamine) stockés dans leurs gros granules sécrétoires (Mast cells in allergy and infection: Versatile effector and regulatory cells in innate and adaptive immunity 2010).
• Les plaquettes jouent un rôle clé dans l'hémostase, la thrombose et l'inflammation, qui nécessitent la libération de LRO, i.e. granules alpha, denses, mais aussi lysosomiques (Platelets and platelet extracellular vesicles in hemostasis and sepsis 2020).

2. L'exocytose régulée est étroitement régulé par l'interaction des protéines SNARE et de leurs régulateurs.

Remarque : SNAP-23 et SNAP-25 pourraient en partie se remplacer l'un l'autre dans le système nerveux (SNAP-25 et SNAP-23).

SNAP-47

1. SNAP-47, Qb/c-SNARE, appartient à la famille des SNAP (Synaptosomal-Associated Protein), est impliqué dans (Identification of SNAP-47, a Novel Qbc-SNARE with Ubiquitous Expression 2006 et The Q-soluble N-Ethylmaleimide-sensitive Factor Attachment Protein Receptor (Q-SNARE) SNAP-47 Regulates Trafficking of Selected Vesicle-associated Membrane Proteins (VAMPs) 2015) :

• le trafic des récepteurs AMPA du glutamate, i.e. leur insertion postsynaptique,
• les structures présynaptiques axonales (SNAREs Controlling Vesicular Release of BDNF and Development of Callosal Axons 2015),
• la fusion des autophagosomes/lysosomes.

2. Sa localisation semble dépendre de l'espèce (Distinct Localization of SNAP47 Protein in GABAergic and Glutamatergic Neurons in the Mouse and the Rat Hippocampus 2017).

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