突触结合蛋白Ⅰ的C2A结构域的两种膜结合状态及Ca^(2+)引发的插膜

作     者：贺雨红 李湘辉 王福 薛毅 隋森芳 

作者机构：清华大学生物科学与技术系生物膜和膜生物工程国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2003年第48卷第14期

页      面：1524-1529页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(批准号:30070204). 

主　　题：突触结合蛋白Ⅰ C2A结构域 磷脂单层膜 临界插膜压 免疫染色 Western blot 钙离子 

摘      要：突触结合蛋白(synaptotagmin)I是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白,C2A是它的具有重要功能的近膜胞质片段。近年来的研究表明,突触结合蛋白Ⅰ在Ca^(2+)引发的神经递质快速释放过程中起到Ca^(2+)感受器的作用,而C2A结构域与神经细胞的突触前膜的相互作用与其Ca^(2+)感受器的功能密切相关,但是其作用机制还不清楚。利用气/液单层膜技术结合表面密度的测量,发现C2A存在两种膜结合状态:无Ca^(2+)时,以静电作用力为主的表面吸附状态;有Ca^(2+)时,静电力起部分作用的插膜状态。两种状态时C2A都倾向于与带负电荷,如磷脂酰丝氨酸的磷脂膜结合。将C2A转染表达在PC12和HEK-293细胞中,利用免疫染色和Western blot检测也表明,C2A在有无Ca^(2+)存在的情况下都主要存在于膜附近。实验结果提示,突触结合蛋白Ⅰ作为Ca^(2+)感受器的可能分子机制:突触结合蛋白Ⅰ的C2A的表面吸附功能在囊泡锚定或活化时协助囊泡附着在活化区,当细胞内Ca^(2+)浓度迅速增加,C2A Ca^(2+)依赖的插入负电荷膜的特点可以将囊泡拉近突触前膜,加之同时和其他蛋白,如SNARE复合物的作用引发膜的融合。