第六講神經(jīng)遞質(zhì)的釋放

1、[文章編號]?1008?0872(2001)02?0166?05??[中圖分類號]?R338?7??[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]?A??[收稿日期]?2001?02?08[通訊作者]?孫剛?[聯(lián)系電話]?021?25070260[作者簡介]?孫剛(1961?)男青島市人主任教授博士主要從事胎盤激素與胎兒發(fā)育的研究??分子神經(jīng)科學(xué)系列講座?第六講?神經(jīng)遞質(zhì)的釋放孫剛何平萬順倫(第二軍醫(yī)大學(xué)生理學(xué)教研室上海200433)??神經(jīng)遞質(zhì)是以囊泡的形式儲存于神

2、經(jīng)末梢的根據(jù)囊泡的形態(tài)和大小可以將其分為以下幾種類型:具有均勻透明中心的小囊泡(SSV直徑100?molL時囊泡就可以與突觸前膜快速融合并形成融合孔、釋放神經(jīng)遞質(zhì)。2?3?與神經(jīng)遞質(zhì)釋放有關(guān)的突觸蛋白?很多突觸蛋白參與了囊泡遞質(zhì)的釋放過程。根據(jù)突觸蛋白的存在部位可以將與神經(jīng)遞質(zhì)釋放有關(guān)的突觸蛋白分為以下幾種:囊泡蛋白:突觸素(synapsin)synaptobrevin(VAMP)synaptophysin(p38)synaptotag

3、min(p65)rabphilin及動力素(dynamin)等!突觸前膜蛋白:syntaxin(HPC1)Munc?18(n?sec1)SNAP?25physophilin和neurexin等?細(xì)胞漿蛋白:NSFSNAPRab3A等。下面介紹幾種主要突觸蛋白在遞質(zhì)釋放過程中的作用。2?3?1?突觸素參與囊泡集聚過程?突觸素是一種存在于囊泡壁的蛋白質(zhì)突觸素蛋白約占囊泡蛋白的9%。突觸素的基因有兩種兩種基因的表達(dá)產(chǎn)物經(jīng)不同剪切可以產(chǎn)生通過N

4、末端的兩個連接位點與細(xì)胞骨架蛋白相連(Fig2)。興奮時隨著細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平的升高鈣離子激活CaMK%后者磷酸化突觸素另一方面synaptophysin與synaptobrevin解離使囊泡上的synaptobrevin蛋白能夠與突觸前膜上的syntaxin?SNAP?25復(fù)合物結(jié)合形成20s復(fù)合物SNARE(Fig3)完成囊泡在突觸前膜上的錨定過程。因此突觸前膜munc?18蛋白的主要作用為阻止SNARE復(fù)合物的形成從而阻止囊泡在突觸

5、前膜的錨定。梭狀芽胞桿菌的神經(jīng)毒素如破傷風(fēng)毒素可以將SNARE分解因此可以阻斷囊泡的神經(jīng)遞質(zhì)釋放。Fig3?ThefmationofSNAREitsroleinthedockingofvesicletothepresynapticmembrane2?3?3?SNAP參與囊泡的預(yù)激過程?囊泡與突觸前膜錨定后還需要消耗ATP進(jìn)行激活。幾種細(xì)胞漿蛋白參與了囊泡的預(yù)激過程其中包括N?乙基馬來酰亞胺敏感因子(NSF)和可溶性NSF結(jié)合蛋白(SNA

6、P)。NSF為相對分子質(zhì)量Mr76000(76kD)的ATP酶而SNAP存在?#三種亞型。當(dāng)囊泡與突觸前膜錨定后NSF通過SNAP與SNARE蛋白復(fù)合體連接NSF水解ATP并使SNARE蛋白復(fù)合物發(fā)生構(gòu)象改變完成預(yù)激過程。此時的囊泡膜就可以進(jìn)一步與突觸前膜發(fā)生融合并形成融合孔釋放神經(jīng)遞質(zhì)。因此NSF通過SNAP與SNARE的結(jié)合對于囊泡的預(yù)激及神經(jīng)遞質(zhì)的釋放都非常重要。2?3?4?突觸囊泡與前膜的融合孔由synaptophysin和ph

7、ysophilin形成?囊泡預(yù)激后就可以與突觸前膜融合并形成逐漸擴大的融合孔以釋放囊泡內(nèi)容物。現(xiàn)在認(rèn)為融合孔的形成是囊泡膜上的synaptophysin蛋白和突觸前膜上的physophilin蛋白相互作用的結(jié)果。此融合孔的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞間的縫隙連接(gapjunction)由六聚體的synaptophysin和具有H?ATP酶活性的physophilin組成。synaptophysin是一種具有四次跨膜結(jié)構(gòu)的囊泡膜蛋白當(dāng)重組于脂質(zhì)雙分子

8、層中時synaptophysin具有電壓敏感性離子通道的性質(zhì)。2?3?5?synaptotagmin是囊泡胞吐步驟中最后的鈣離子感受蛋白?Synaptotagmin是一種只跨膜一次的囊泡膜蛋白其N末端位于囊泡內(nèi)C末端位于胞漿中。Synaptotagmin具有多個磷脂依賴性的鈣離子結(jié)合位點與鈣離子的親和常數(shù)約為10~100?molLsynaptotagmin的C末端存在兩段重復(fù)序列類似蛋白激酶C(PKC)的鈣離子結(jié)合域(C2)。Synap