Régulation calcium/ calmoduline-dépendante des interactions synaptobrévine/ phospholipides : implications dans la fusion membranaire

Ca++/ calmodulin tranfers the membrane proximal lipid-binding domain of the v-SNARE VAMP2 from cis to trans bilayers

• Auteur / Autrice : Luc de Haro
• Direction : Michael Seagar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fusion membranaire

Phospholipides

Toxine tétanique

Calmoduline

Aspect moléculaire

Transmission nerveuse

Résumé

La neurotransmission nécessite la formation de complexes SNARE. Le complexe Ca++/calmoduline (Cam) et les phospholipides acides se lient de façon exclusive avec le domaine VAMP77-90 du v-SNARE. La toxine tétanique (TeNT) inhibe la libération calcium-dépendante de l'hormone de croissance des cellules PC12 perméabilisées. La transfection de VAMP résistante à la TeNT restaure cette sécrétion en présence de TeNT. L'accessibilité de différents anticorps spécifiques contre la VAMP a montré que le domaine VAMP77-90 interagit avec la membrane cis. La capacité de la VAMP dans des protéoliposomes à capter des liposomes trans a été mesurée. Quand les bicouches cis et trans sont chargées, la liaison cis inhibe la liaison trans. La Cam réduit cette inhibition et déplace la liaison avec les phospholipides de la position cis vers la position trans. La calmoduline agit donc comme une navette calcium-dépendante qui permet la liaison du domaine VAMP77-90 avec la membrane cible pour préparer la fusion.

Neurotransmitter release requires SNARE complexes assembly. Ca++/calmodulin or acidic phospholipids bind in a mutually exclusive fashion to the domain VAMP77-90 of the v-SNARE. Tetanus toxin (TeNT) suppressed Ca++-dependent human growth hormone release from permeabilized PC12 cells. Transfection of TeNT-resistant VAMP restored secretion in the presence of TeNT. Using full-length VAMP in liposomes, protein accessibility was probed using site-directed antibodies, indicating that VAMP77-90 interacts with the cis lipid bilayer. VAMP was anchored in cis liposomes and the ability of VAMP to capture protein-free trans liposomes was measured. When cis and trans liposomes were both negatively charged, cis lipid interactions occluded trans binding. Ca++/calmodulin displaced cis inhibition transfering the lipid binding domain of VAMP from cis to trans bilayer. Calmodulin acts as a unidirectional Ca++-activated shuttle that docks the 77-90 portion of VAMP in the target membrane to prepare fusion.