Intervention de la Synaptobrévine 2

dans la transmission synaptique

La synaptobrévine 2 est la molécule cible de la toxine tétanique. Elle a un rôle clé dans le déclenchement de l'exocytose du neurotransmetteur lors de la transmission synaptique. Un modèle du mode d'intervention de la synaptobrévine an niveau d'une synapse glycinergique inhibitrice est proposé ci-dessous afin de mieux comprendre comment la toxine tétanique peut bloquer la transmission synaptique dans le système nerveux central.

La synaptobrévine 2, une petite protéine intégrée à la membrane des vésicules synaptiques. Elle est également nommée VAMP 2 (Vesicle Associated Membrane Protein).

Positionnement hypothétique "grossier" du fragment 30-116 de la synaptobrévine dans la membrane d'une vésicule synaptique, à partir du modèle 3D (fichier 3HD7) et de la séquence ref P63045 (Uniprot) sur laquelle on peut faire apparaître les différents domaines prévus pour la molécule, en particulier le domaine intra-membranaire (95-114).
Le site d'hydrolyse spécifique reconnu par la chaîne L de la toxine tétanique (Gln76-Phe77) fait partie du domaine cytosolique.
La synaptobrévine 2 forme avec la syntaxine-1A et Snap-25 un complexe protéique impliqué dans la préparation de l'exocytose du neurotransmetteur
La synaptobrévine 2 participe à la formation d'un complexe protéique qui maintient la vésicule synaptique à proximité de la membrane présynaptique. Ce complexe assemble en une structure superhélicoïdale (coiled-coil) les parties cytosoliques en hélice de 3 protéines, la synaptobrévine intégrée à la membrane de la vésicule qui contient le neurotransmetteur, la syntaxine-1A, intégrée à la membrane plasmique du neurone et la snap-25 (synaptosomal associated 25 kDa protein) liée à la face cytosolique de la même membrane.
L'extension à sructure super-hélicoïdale du complexe a été cristallisée ce qui a permis à Stein A. et al d'en proposer un modèle structural (voir image à G.). Les 3 protéines sont incomplètes.
Comme ci-dessus pour la synaptobrévine, on peut procéder à un replacement hypothétique et ici approximatif du domaine transmembranaire de la syntaxine dans la membrane neuronale présynaptique.
La protéine snap-25 est normalement liée à la face cytosolique de la membrane présynaptique (pas de domaine transmembranaire) mais par une partie absente du modèle.
Le modèle montre bien comment le complexe protéique auquel participe la synaptobrévine 2 permet de préparer l'exocytose en maintenant la vésicule synaptique ancrée à la membrane présynaptique.
La synaptobrévine, acteur moléculaire de la transmission synaptique

Le modèle proposé ici concerne une synapse inhibitrice glycinergique. Il est incomplet car il ne met pas en scène tous les acteurs moléculaires impliqués.
1 : une vésicule synaptique contenant le neurotransmetteur glycine, avec la synaptobrévine intégrée à sa membrane.
2 : formation du complexe synaptobrévine- syntaxine-snap25 qui maintient la vésicule à proximité de la membrane présynaptique.
3 : arrivée d'un message nerveux présynaptique (train de potentiels d'actions).
4 : ouverture des canaux voltage-dépendants Ca2+ provoquée par les potentiels d'action, flux entrant de Ca2+.
5 : le flux entrant de Ca2+ constitue un signal transmis (protéine intermédiaire non représentée) au complexe qui change alors de conformation et met en contact la membrane vésiculaire et la membrane présynaptique ce qui induit la fusion des bicouches lipidiques et permet l'exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique.
6 : des molécules de glycine sont captées par les récepteurs postsynaptiques qui changent alors de configuration et se comportent comme des canaux à Cl-. Le flux entrant d'anions provoque une hyperpolarisation de la membrane postsynaptique à l'origined'un ppsi (synapse inhibitrice).
L'hydrolyse de la synaptobrévine par la toxine tétanique rend la formation du complexe synaptobrévine-syntaxine-snap2 impossible avec pour conséquence l'absence d'exocytose du neurotransmetteur et le blocage de la transmission synaptique.