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。近年来的研究表明，突触结合蛋白Ⅰ在钙离子（Ca²⁺）引发的神经递质快速释放过程中扮演着关键Ca²⁺感受器的角色。具体而言，Ca²⁺与突触结合蛋白1（synaptotagmin1）的结合能够触发快速的突触囊泡外分泌过程，这是神经信号传递的核心步骤之一。

除了突触结合蛋白Ⅰ外，Ca²⁺触发的快速胞外分泌还需要complexins（一种调控蛋白）的参与。突触结合蛋白Ⅰ和complexin都能与装配好的SNARE复合体结合。SNARE（可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体）复合体是突触囊泡与突触前膜融合过程中的基本元件，由多种SNARE蛋白组装而成，负责拉近囊泡与质膜的距离，最终引发膜融合。然而，此前学界尚不清楚它们的功能如何偶联在一起。

在最新一期的《Cell》杂志上，来自美国得克萨斯州大学西南医学中心的华人研究人员唐炅（Jiong Tang，文章的第一作者）及其同事提出了一种创新模型：complexin的结合能活化SNARE复合体，将其转变为一种可转移状态；随后Ca²⁺与突触结合蛋白的结合通过从可转移SNARE复合体上置换complexin来触发快速的胞外分泌。这一机制为理解神经递质释放的高速同步性提供了全新的分子框架。

值得一提的是，研究人员在生化水平上证实：突触结合蛋白Ⅰ能够与complexin竞争SNARE复合体上的结合位点，并以一种依赖Ca²⁺的方式将complexin从SNARE复合体上移走。这种竞争性置换确保了只有在Ca²⁺信号到达时，释放机制才会被激活，从而避免了非特异性的囊泡融合。

实验还表明，有选择性地增加局部区域的complexin浓度会削弱Ca²⁺触发的快速胞外分泌，但能保持其他形式的SNARE依赖性融合。这进一步支持了complexin作为“刹车”角色，而突触结合蛋白则是Ca²⁺依赖的“油门”。

研究人员提出的Ca²⁺诱导置换complexin从而引发快速胞外分泌的理论，能够统一解释complexin功能丧失和功能获得所导致的表型变化，并为高速、同步的Ca²⁺触发神经递质释放过程给出了一个清晰的分子水平解释。这一发现不仅深化了对突触传递基本机制的理解，也为未来探索相关神经系统疾病的治疗靶点提供了重要线索。（生物通记者杨遥）