La estructura única de la proteína YKT6 sirve como base estructural para llevar a cabo sus diversas funciones biológicas. La característica estructural más destacada es la falta de un dominio transmembrana que se encuentra en las proteínas SNARE tradicionales. En su lugar, su extremo C-terminal contiene un motivo rico en residuos de cisteína (Cys194 y Cys195). Estos dos residuos de cisteína están adyacentes y forman sitios de acción durante el proceso de modificación lipídica, creando un mecanismo de anclaje a la membrana único para YKT6 [1]. Primero, el cuarto residuo de cisteína cerca del extremo C-terminal, Cys195, se modifica por la enzima farnesil transferasa (FTase); luego, el residuo de cisteína adyacente, Cys194, se modifica por una nueva enzima, la geranylgeranyl transferasa III (GGTase-III), formando finalmente una estructura de doble modificación isoprenil [1, 2]. Esta doble modificación lipídica es crucial para que YKT6 se ubique precisamente en las membranas orgánicas, como el aparato de Golgi y los autofagosomas, y para desempeñar sus funciones biológicas. Según los estudios, la inhibición de la farnesilación reduce la cantidad de YKT6 unido a la membrana, lo que daña la secreción de exosomas y la movilidad autófaga [12, 13]. En el sistema de levaduras, se ha identificado que la proteína Ecm9 es responsable de la función del subunidades GGTase-IIIα, y su pérdida hace que YKT6 solo experimente una farnesilación simple, impidiendo que se ubique eficazmente en la estructura de la membrana y causando defectos en la integridad de la pared celular y una disminución en la actividad autófaga [2]. Este hallazgo confirma que la doble modificación isoprenil se ha conservado en el proceso evolutivo y es esencial para el desempeño de las funciones de YKT6.
Además de la modificación lipídica, la función de YKT6 también se regula con precisión mediante otras modificaciones post-traduccionales, como la fosforilación y la S-acilación. La fosforilación es uno de los mecanismos importantes que regulan el estado estructural y la actividad biológica de YKT6. Los estudios han demostrado que la quinasa de inicio de autófago Atg1/ULK1 cataliza la fosforilación de YKT6 tanto en levaduras como en células mamíferas, regulando así su función en la formación de autofagosomas y la fusión de autofagosomas-lisosomas [14]. En sistemas mamíferos, la mutación en el sitio de fosforilación (S174D) puede alterar las características de dinámica estructural de YKT6 en ratones, afectando su función biológica [15]. Además, se ha confirmado que el homólogo de YKT6 en Arabidopsis thaliana, YKT61, presenta una modificación de S-acilación. La eliminación de la modificación de S-acilación (mutación C195S) resulta en la separación de YKT61 de las estructuras de membrana internas y la pérdida de su función, lo que indica que la diversidad de modificaciones lipídicas puede evolucionar hacia mecanismos de regulación específicos en diferentes especies [16].
Otra característica estructural importante de la proteína YKT6 es la existencia de dos estados estructurales: "cerrado" y "abierto". Esta característica está estrechamente relacionada con su capacidad de unión a la membrana y de ensamblaje de complejos SNARE. En el medio celular, YKT6 generalmente existe en forma de estructura cerrada, donde el dominio Longin en el extremo N-terminal se une al dominio SNARE en el extremo C-terminal, ocultando las superficies de contacto de unión a la membrana e interacción con la membrana. Cuando recibe ciertos estímulos de señales (por ejemplo, la finalización de la modificación lipídica, la ocurrencia de la fosforilación o la interacción con otras proteínas), YKT6 cambia su estructura a un estado abierto, exponiendo el dominio SNARE y la estructura de ranura hidrofóbica, lo que permite la formación de complejos SNARE trans con proteínas Q-SNARE (por ejemplo, miembros de la familia Syntaxin, SNAP29) en la membrana objetivo, promoviendo así el proceso de fusión de membranas [15]. Las características de dinámica estructural de YKT6 varían entre especies. Por ejemplo, YKT6 de levaduras tiende a mantener una estructura más abierta en comparación con YKT6 de ratones, y esta diferencia puede ser atribuible a diferencias en residuos de aminoácidos clave, que pueden ser modificados mediante técnicas de mutagénesis puntual para cambiar su tendencia estructural, lo que permite explicar las variaciones funcionales de YKT6 entre especies a nivel estructural [15].
En resumen, YKT6 se ancla a la membrana a través de una única doble modificación isoprenil y se regula con precisión mediante diversas modificaciones post-traduccionales, como la fosforilación y la S-acilación. Sus cambios estructurales dinámicos son la premisa estructural para realizar diversas tareas de unión a la membrana. Estas características estructurales y mecanismos de regulación determinan que YKT6 ocupe una posición central en la red de transporte de membranas dentro de la célula.
