Fusion membranaire : protéines SNARE
Protéines R-SNARE : VAMP
Vue d'ensemble

Les R-SNARE comprennent :

• les VAMP (Vesicle-Associated Membrane Protein), formant la majorité des v-SNARE,
• Ykt6 et SEC22B qui font partie de sous-complexes t-SNARE et sont placées comme des Qc-SNARE.

Vue d'ensemble
des VAMP

Les VAMP (Vesicle-Associated Membrane Protein) sont impliqués dans la fusion vésiculaire.

1. VAMP1 et VAMP2, appelées aussi synaptobrévines, sont exprimées dans le cerveau.

• Elles sont attachées sur la membrane des vésicules synaptiques (VS).
• Elles participent à la libération des neurotransmetteurs.

Remarque : des mutations homozygotes de VAMP1 provoque un syndrome myasthénique congénital (Homozygous Mutations in VAMP1 Cause a Presynaptic Congenital Myasthenic Syndrome 2017) et des mutations de VAMP2, la myasthénie infantile familiale (FIMG).

2. VAMP3, appelée aussi cellubrévine, est exprimée de manière ubiquitaire.

• Elle participe à l'exocytose régulée et constitutive en tant que constituant des granules et des vésicules sécrétoires.

• 

  Dans les plaquettes, la protéine réside dans un compartiment qui n'est pas mobilisé sur la membrane plasmique lors de la stimulation par le calcium ou la thrombine.

3. VAMP4 est impliqué dans le transport depuis le réseau trans-Golgi (TGN) vers les endosomes.

• Elle participe à la voie qui élimine un inhibiteur (probablement la synaptotagmine-4 ou Syt4) de l'exocytose déclenchée par le calcium lors de la maturation des granules sécrétoires.
• Elle est un marqueur de cette voie de recyclage qui est essentielle au remodelage de la réponse sécrétoire du granule.

4. VAMP5 participent à l'exocytose constitutive, i.e. VAMP5 est un constituant des vésicules de sécrétion, des myotubules et des structures tubulovésiculaires et participe à la myogenèse, i.e. fusion des myoblastes et/ou trafic de GLUT4.

VAMP7

VAMP8

VAMP8, appelée aussi endobrévine, participe à l'endocytose et se trouve associé aux structures vésiculaires périnucléaires desu compartiments endocytaires.

Structure de VAMP8

1. Contrairement à VAMP7, VAMP8 ne possède pas de domaine longin et comprend :

• un domaine SNARE N-terminal,
• un domaine transmembranaire (TM ou TMD) C-terminal.

2. La phosphorylation de VAMP8 à T47, T53, S54 ou S61 inhibe la fermeture éclair SNARE en modifiant vraisemblablement l'énergétique de sa formation au niveau du domaine C-terminal (CTD) du domaine SNARE (Phosphorylation of residues inside the SNARE complex suppresses secretory vesicle fusion 2016).

Rôles de VAMP8

Autophagie

1. VAMP7 a été longtemps considéré comme le R-SNARE dominant dans les événements de fusion lysosomale, en particulier avec les autophagosomes ( VAMP7 et autophagosomes).

VAMP7 et VAMP8 mammaliennes, correspondant à la seule Vamp7 de la drosophile, sont associés à la Qa-SNARE autophagosomale STX1 (Syx17 chez la drosophile) et la Qb/c-SNARE SNAP-29 (Ubisnap chez la drosophile) pour former le complexe SNARE qui médie directement la fusion autophagosome-lysosome.

2. La phosphorylation de l'extrémité C-terminale de VAMP8 (Prefused lysosomes cluster on autophagosomes regulated by VAMP8 2021) :

• 

  réduit la fusion spontanée lysosomes/autophagosomes pour minimiser le flux autophagique dans des conditions normales,
• préassemble également plusieurs lysosomes pour augmenter la probabilité de fusion pour la reprise de l'autophagie lors de stimulations.

La phosphorylation de VAMP8 pourrait donc jouer un rôle important dans la résistance à la chimiothérapie en influençant la maturation des autophagosomes.

Remarque : la phosphorylation de VAMP8 à T47, T53, S54 ou S61 inhibe la fermeture éclair SNARE et l'exocytose des mastocytes en modifiant vraissemblablement l'énergétique de la fermeture éclair CTD (Phosphorylation of residues inside the SNARE complex suppresses secretory vesicle fusion 2016).

3. Le trafic de VAMP8 vers les lysosomes est régulé par Rab21 et sbf/MTMR13, i.e. leur déplétion réduit la distribution lysosomale de VAMP8 et atténue la fusion autophagosome-lysosome (Starvation-induced MTMR13 and RAB21 activity regulates VAMP8 to promote autophagosome–lysosome fusion 2015).

• Sbf/MTMR13 sert à la fois d'échafaudage à la myotubularine (MTM), membre de la famille des tyrosine phosphatases dont l'activité enzymatique s’exerce sur les phosphoinositides  et les GEF (Guanine nucleotide exchange factor) des petites GTPases Rab.
• Sbf régule un pool endosomal de PI(3)P et agit comme un GEF de Rab21 pour promouvoir un trafic endosomal précoce spécifique (Sbf/MTMR13 coordinates PI(3)P and Rab21 regulation in endocytic control of cellular remodeling 2012).

Endosomes de recyclage et exocytose

1. La libération de granules cytotoxiques par les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) éliminent les cellules infectées et néoplasiques (VAMP8-dependent fusion of recycling endosomes with the plasma membrane facilitates T lymphocyte cytotoxicity 2015).

Le KO de VAMP8 a bloqué le recyclage des endosomes et la fusion des granules cytotoxiques au niveau des synapses immunitaires.

2. Après reconnaissance des cellules cibles, de nombreux petits endosomes de recyclage avec VAMP8 et Stx11 sont envoyés vers la membrane plasmique (MP) pour subir une fusion.

• Cette exocytose provoque l'élévation massive de Stx11 dans la MP, ce qui peut conduire à la formation complexes SNARE Stx11/SNAP-23, formant ainsi des " zones actives ".
• Les interactions des protéines R-SNARE des granules cytotoxiques avec les complexes membranaires Stx11/SNAP-23 pourraient faciliter l'exocytose des granules cytotoxiques qui libère la cargaison nécessaire pour tuer la cellule cible.

Autres R-SNARE : Ykt6 et Sec22