SNARE proteiny (zkratka odvozená od „soluble NSF attachment receptor“) jsou velká proteinová superrodina skládající se z více než 60 členů v kvasinkových a savčích buňkách.
Primární úlohou proteinů SNARE je zprostředkovat fúzi buněčných transportních váčků s buněčnou membránou nebo s cílovým kompartmentem (například lysozomem).
Nejnovější klasifikace však zohledňuje strukturální vlastnosti proteinů SNARE a dělí je na R-SNAREs a Q-SNAREs.
Nejlépe studované SNAREs jsou ty, které zprostředkovávají spojení synaptických váčků s presynaptickou membránou. Tyto SNAREs jsou cílem bakteriálních neurotoxinů zodpovědných za botulismus a tetanus.
SNAREs jsou malé, hojné a většinou na plazmatické membrány vázané proteiny. Ačkoli se značně liší strukturou a velikostí, všechny sdílejí segment ve své cytosolové doméně nazývaný motiv SNARE, který se skládá z 60-70 aminokyselin, které jsou schopné reverzibilní montáže do těsných, čtyřšroubovicových svazků nazývaných „trans“-SNARE komplexy.
Rychle se formující metastabilní „trans“ komplexy se skládají ze tří SNAREs: syntaxin 1 a SNAP-25 rezidentní v buněčné membráně a synaptobrevin (označovaný také jako membránový protein asociovaný s vezikuly nebo VAMP) ukotvený ve vezikulární membráně.
Syntaxin a synaptobrevin jsou ukotveny v příslušných membránách svými C-terminálními doménami, zatímco SNAP-25 je připoután k plazmatické membráně prostřednictvím několika palmitoylových řetězců navázaných na cystein. Jádro komplexu SNARE je čtyřšroubovicový svazek, kde jednou šroubovicí přispívá syntaxin-1, jednou šroubovicí synaptobrevin a dvěma šroubovicemi přispívá SNAP-25.
Bylo prokázáno, že SNAREs rezidentní v plazmatické membráně jsou přítomny v odlišných mikrodoménách nebo shlucích, jejichž integrita je nezbytná pro exocytotickou kompetenci buňky.
Během fúze membrán se proteiny SNARE spojují a vytvářejí SNARE komplex. V závislosti na stádiu fúze hostitelských váčků mohou být tyto komplexy označovány různě.
„Trans“-SNARE komplexy jsou proteinové komplexy složené ze tří SNARE proteinů ukotvených v protilehlých (nebo trans) membránách před fúzí membrán. Během fúze se membrány slučují a SNARE proteiny podílející se na tvorbě komplexů po fúzi jsou pak označovány jako „cis“-SNARE komplex, protože nyní sídlí v jediné (nebo cis) výsledné membráně.
Navrhovaný mechanismus fúze membrán
Sestavení SNAREs do „trans“ komplexů pravděpodobně překlene aplikované lipidové dvouvrstvy membrán patřících do buněčné a sekreční granule, přivede je do blízkosti a vyvolá jejich fúzi. Příliv vápníku do buňky spustí dokončení montážní reakce, která je zprostředkována interakcí mezi domnělým vápníkovým senzorem, synaptotagminem, s membránovými lipidy a/nebo částečně sestaveným
komplexem SNARE.
Podle hypotézy „zipů“ začíná komplexní sestava u N-koncových částí motivů SNARE a pokračuje směrem k C-terminům, které ukotvují interagující proteiny v membránách. Tvorba komplexu „trans“-SNARE probíhá přes mezikomplex složený ze SNAP-25 a syntaxinu-1, který později pojme synaptobrevin-2 (citované syntaxinové a synaptobrevinové izotypy se podílejí na uvolnění neuronálního neuromediátoru).
Molekulární stroje pohánějí exocytózu při uvolnění neuromediátoru. Jádro komplexu SNARE je tvořeno čtyřšroubovicemi za přispění synaptobrevinu, syntaxinu a SNAP-25, synaptotagmin slouží jako senzor a reguluje důvěrně zipování SNARE