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神経終末に到達した活動電位発生に伴って膜電位依存性Ca^<2+>チャネルから流入するCa^<2+>によって、チャネルに固定されたシナプス小胞の開口放出が誘因されれ、引き続いて終末内の小胞サイクル(再取り込み→伝達物質充填→膜への固定)が駆動される。このようなシナプス小胞の動態を、Ca^<2+>に結合能を持つ蛋白質、およびこれらの蛋白質と相互作用する蛋白が制御していると考えられる。培養交感神経節細胞間に形成されたシナプスを用いて、幾つかの神経終末蛋白質の蛋白質-蛋白質結合部位の合成蛋白質をシナプス前細胞へ導入したり、蛋白質のcDNAを細胞核へ導入することによって、以下の蛋白質が他の蛋白質との結合する役割と、シナプス伝達における機能を明らかにした。
1)Ca^<2+>に結合機能を持つ蛋白質、
(A)Synaptotagmin:シナプス小胞の開口放出を駆動、シナプス小胞再取り込みを駆動。
(B)Doc2αとMunc13-1:シナプス小胞の放出部位への移送を促進。
2)シナプス小胞開口放出に必須であると考えられるSNARE蛋白質複合体と結合する蛋白質、
(A)N-型Ca^<2+>チャネル:膜電位依存性にシナプス小胞の開口放出量が増強。
(B)P/Q-型Ca^<2+>チャネル:SNARE蛋白質複合体との結合部位が、活動電位によって引き起こされるシナプス小胞からの神経伝達物質放出に、N-型Ca^<2+>チャネルと同様な機能を狙っている。
(C)Snapin:SNARE蛋白質複合体とsynaptotagminとの結合を促進(伝達物質放出の促進)。
(D)Syntaphilin:SNARE蛋白質複合体を阻害(伝達物質放出の減少)。
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