Le proteine SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors) sono i principali determinanti della specificità nei processi di fusione di una vescicola al suo compartimento accettore; la loro caratteristica è quella di possedere il cosiddetto dominio SNARE con cui interagiscono tra loro. Recentemente sono emersi dati che indicano un loro ruolo nella definizione dell’identità delle membrane, che va oltre l’evento di fusione. In particolare due Qc-SNARE della famiglia genica delle SYP5 di Arabidopsis thaliana (AtSYP51 e AtSYP52) hanno manifestato capacità di agire come i-SNARE (SNARE inibitorie). Queste SNARE rappresentano una nuova classe funzionale i cui componenti inibiscono la fusione mediante sostituzione o legame ad una subunità di un complesso SNARE incompleto, formando un complesso non-fusogenico (Di Sansebastiano, 2013). È stato dimostrato in precedenza che le due proteine della famiglia SYP5 localizzano sul tonoplasto e su endosomi/TGN svolgendo ruoli diversi nelle due localizzazioni; in particolare sembra abbiano un effetto i-SNARE sul tonoplasto (De Benedictis et al., 2013). In questo lavoro sono stati prodotti e caratterizzati diversi costrutti chimerici formati dai domini Qc-SNARE (H3) di AtSYP51 e AtSYP52 isolati o fusi ad un tag fluorescente (GFP o RFP). Tali costrutti espressi in cotiledoni di Arabidopsis thaliana e in foglie di Nicotiana tabacum, hanno mostrato una distribuzione caratteristica di ciascun gene. GFP51H3 viene deviata verso gli endosomi di riciclo, dove co-localizza con marcatori della membrana plasmatica; GFP52H3 si ferma nei Trans-Golgi-Network. Utilizzando marker di secrezione e di ritenzione al vacuolo di tipo enzimatico e fluorescente, è stata verificata la persistenza di un effetto i-SNARE anche dovuto alla sola presenza del dominio Qc. Approfondimenti sulle interazioni di queste proteine supportano l’idea che l’effetto i-SNARE si esplichi attraverso interazioni del dominio Qc-SNARE con partner proteici non-SNARE, aprendo interessanti prospettive riguardo il mantenimento della compartimentazione cellulare. 1) G.P. Di Sansebastiano (2013) Front Plant Sci., 4: 99. 2) M. De Benedictis, G. Bleve, M. Faraco, E. Stigliano, F. Grieco, G. Piro, G. Dalessandro, G.P. Di Sansebastiano (2013) Mol Plant. 6(3): 916-30.

SPECIFICITA’ FUNZIONALE DELLE Qc-SNARE SYP51 e SYP52

FARACO, MARIANNA;PIRO, Gabriella;DI SANSEBASTIANO, Gian Pietro
2013

Abstract

Le proteine SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors) sono i principali determinanti della specificità nei processi di fusione di una vescicola al suo compartimento accettore; la loro caratteristica è quella di possedere il cosiddetto dominio SNARE con cui interagiscono tra loro. Recentemente sono emersi dati che indicano un loro ruolo nella definizione dell’identità delle membrane, che va oltre l’evento di fusione. In particolare due Qc-SNARE della famiglia genica delle SYP5 di Arabidopsis thaliana (AtSYP51 e AtSYP52) hanno manifestato capacità di agire come i-SNARE (SNARE inibitorie). Queste SNARE rappresentano una nuova classe funzionale i cui componenti inibiscono la fusione mediante sostituzione o legame ad una subunità di un complesso SNARE incompleto, formando un complesso non-fusogenico (Di Sansebastiano, 2013). È stato dimostrato in precedenza che le due proteine della famiglia SYP5 localizzano sul tonoplasto e su endosomi/TGN svolgendo ruoli diversi nelle due localizzazioni; in particolare sembra abbiano un effetto i-SNARE sul tonoplasto (De Benedictis et al., 2013). In questo lavoro sono stati prodotti e caratterizzati diversi costrutti chimerici formati dai domini Qc-SNARE (H3) di AtSYP51 e AtSYP52 isolati o fusi ad un tag fluorescente (GFP o RFP). Tali costrutti espressi in cotiledoni di Arabidopsis thaliana e in foglie di Nicotiana tabacum, hanno mostrato una distribuzione caratteristica di ciascun gene. GFP51H3 viene deviata verso gli endosomi di riciclo, dove co-localizza con marcatori della membrana plasmatica; GFP52H3 si ferma nei Trans-Golgi-Network. Utilizzando marker di secrezione e di ritenzione al vacuolo di tipo enzimatico e fluorescente, è stata verificata la persistenza di un effetto i-SNARE anche dovuto alla sola presenza del dominio Qc. Approfondimenti sulle interazioni di queste proteine supportano l’idea che l’effetto i-SNARE si esplichi attraverso interazioni del dominio Qc-SNARE con partner proteici non-SNARE, aprendo interessanti prospettive riguardo il mantenimento della compartimentazione cellulare. 1) G.P. Di Sansebastiano (2013) Front Plant Sci., 4: 99. 2) M. De Benedictis, G. Bleve, M. Faraco, E. Stigliano, F. Grieco, G. Piro, G. Dalessandro, G.P. Di Sansebastiano (2013) Mol Plant. 6(3): 916-30.
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