Snare假说的综述以及近期文献的总结

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1、SNARE假说的综述以及近期文献的总结北京理工大学16111002王宇洲1120102471人脑至少含有1000亿个神经元，每一个神经元都有能力去影响其他神经元的活动，可见神经元间必然存在极为高效和精密的通讯机制。现在已经清楚，这种通讯主要是通过存在于神经元间或与神经元相联系的细胞间的特殊结构———突触来完成的上高中的时候，就已经学习过了神经细胞传导的时候需要用到神经递质，那是存在于突触小泡和突触间隙的特殊的化学物质，引起突触后膜兴奋从而得以延续传导的物质存在。曾经想过是否会存在一种控制机构可以控制突触小泡和突触前膜的融合从而控制释放神经递质的量呢？这一疑问终于在这学期的细胞生物学

2、中学到了相关的知识。那就是Snare假说的意义。随着神经生物学的研究越来越深入，对突触小泡释放神经递质分子机制的研究也迅速地进行发展，实验发现了大量位于神经末梢的蛋白质。它们之间的相互作用与突触小泡释放神经递质的行为不乏紧密的联系，特别是位于突触小泡膜上的突触小泡蛋白synaptobrevin和突触小泡相关膜蛋白VAMP，与位于突触前膜上的syntaxin和突触小体相关蛋白也就是SNAP-25，聚合形成的可溶性NSF附着蛋白受体也就是SNARE核心复合体在突触小泡的胞裂外排、释放递质过程中起着重要的作用。这一理论就是著名的SNARE假说，它的概念最早是由Sollner等科学家首先提

3、出的。因为NSF和SNAPs是介导多种细胞内膜融合的重要可溶性蛋白，所以作为SNAPs受体的SNARE蛋白与突触小泡的胞裂外排有直接的联系。除此之外，几位研究者发现破伤风毒素和肉毒神经毒素可通过选择性酶解不同SNARE蛋白从而抑制神经递质的释放。这一重要结论证明了SNARE蛋白在神经递质释放中的重要作用。不得不说，这个SNARE蛋白的功能就是我高中时候思考过的那个控制系统。目前有很多已知及未知的与SNARE蛋白有相互作用的蛋白质，通过调节SNARE核心复合体的形成与解离来影响突触小泡的胞裂外排，从而可以调节突触信号传递的效率及强度，在突触可塑性的形成中起重要作用。其突触可塑性对脑的

4、学习记忆功能非常重要。突触末梢神经递质的释放是神经系统正常行使功能以及传递信息的基础，因此对突触递质释放的分子机制研究日益成为神经科学家们关注的热点。这些年，科学家们通过不懈的研究和总结，不断完善SNARE假说，让它更具真理性。早期的时候此假说用来解释SNARE核心复合体的形成与解离在膜融合中的作用。假说主要有以下三个观点：第一个是SNARE蛋白介导突触小泡搭靠在突触前膜的过程。第二个是NSF可通过解离SNARE核心复合体而最终导致膜融合的完成。第三个是v-SNARE与t-SNARE的相互结合决定突触小泡在突触前膜融合的特异性。经典的SNAREs分类是根据“供体”和“受体”的组成来

5、划分的,或者说是根据其分布位置将其分为t-SNARE和v-SNARE。t-SNARE分布于靶膜上，包括syntaxin和SNAP-25，而v-SNARE则分布在囊泡膜上，称为VAMPs但是随后经过不断的相关实验，得出的结论对这三点假设提出质疑。通过神经毒素的功能性试验发现。破坏SNARE蛋白后并不影响突触小泡在突触前膜上的正确搭靠。所以推断SNARE核心复合体的形成是在突触小泡完成搭靠以后。这个结论在翟中和版《细胞生物学》第四版的152页图中清晰的显示了这一过程，三个相关蛋白是在膜泡搭靠之后才进行的复合过程。Littleton等人找到证据显示NSF是在膜融合后解离位于突触前膜的SN

6、ARE核心复合体，使SNARE蛋白重新恢复游离状态而进入下次的膜融合过程。Yang等人的实验说明v-SNARE与t-SNARE的相互作用并没有特异性。所以他们认为突触小泡与突触前膜的搭靠过程是介导膜融合特异性的过程。而最近Scales等人用功能性实验证明了t-SNARE与v-SNARE可决定小泡和靶膜相互作用的特异性，他们认为SNARE蛋白相互结合的特异性并不是完全取决于可形成稳定的复合体，而可能与其他蛋白质的作用有关。在这个过程中决定特异性的蛋白质及调节因子，比如细胞骨架结构或其他因素，都有待进一步阐明。之后随着科学研究的不断深入，科学家发现了一种调控SNARE蛋白质复合体行驶膜

7、融合功能的SM蛋白也就是Sec1/Munc18-like蛋白。它对于启动SNARE蛋白的聚合反应起到了至关重要的作用。syntaxin-1的长氨基末端域有3个α-螺旋，称为Habc。Habc可与其羧基末端SNARE模体的α-螺旋结合，形成一种封闭结构，这种结构能阻遏SNARE蛋白复合体的形成。这时SM蛋白能够识别和结合syntaxin的Habc结构域形成的封闭结构，它的构象变化能够使syntaxin的Habc结构域与其自身SNARE模体的α-螺旋解离，形成开放结构，启