SNAREと膜融合

小胞が標的オルガネラと融合するためには、2つの膜の脂質層が互いに5ナノメートルの1点以内にある必要があります。

この近接性では、脂質は膜の周りの水分子を置換することにより、一方の二重層から他方の二重層に流れます。このエネルギー的に好ましくないプロセスには、SNAREと呼ばれる特殊な融合タンパク質が必要です。

SNAREは、膜融合を触媒するらせん状のモチーフを持つ膜貫通タンパク質です。

SNAREは、v-SNAREおよびt-SNAREとして、小胞および標的膜に相補的なセットで存在します。

t-SNAREとv-SNAREのらせんドメインは互いに包み込み、膜融合を開始するtrans-SNARE複合体を形成します。トランスSNARE複合体の形成時に放出されるエネルギーは、2つの膜を一緒に固定します。

二重層の細胞質側が互いに接近すると、界面で水分子が排出されます。今では、脂質分子が1つのリーフレットから別のリーフレットに自由に流れ、接続する茎を形成します。

半融合中、外側のリーフレット内の脂質が混ざり合い、融合領域が広がります。新たに形成された二重層が破裂すると、融合が完了します。

SNAREは、新しいメンブレン輸送に必要になるまで、安定した複合体としてメンブレン内に留まることができます。

NSFはヘキサマーゼであるATPaseで、SNARE分解を触媒します。このリング状のタンパク質は、その中心を通じてSNARE複合体に供給され、t-SNAREとv-SNAREを解離します。