中南民族大学PNAS发表神经科学成果
生物通报道：中枢神经系统利用SNAREs和其他突触蛋白介导的Ca2+触发的突触小泡融合，将神经递质释放到突触间隙。Complexin——一个小的胞浆蛋白，对于调节自发性minirelease和激活Ca2+触发的融合，发挥着双重的作用，但是目前其分子机制还不是非常明确。
来自中南民族大学、斯坦福大学和西安交通大学等处的研究人员发现，哺乳动物complexin的C端结构域，可以一种曲率依赖性的方式与膜相互作用，类似于其他曲率传感蛋白，例如α突触核蛋白。连同以前的线虫complexin研究，这些结果表明，C端结构域的曲率传感是进化上保守的。此外，突触小泡到高度弯曲膜的定位，对于调节complexin的同步释放，是非常重要的。相关研究结果发表在最近的《PNAS》杂志。延伸阅读：盘点现代神经科学中的新旧技术（上）；盘点现代神经科学中的新旧技术（下）。
中南民族大学生物医学工程学院的阳小飞（Xiaofei Yang）教授、斯坦福大学的刁佳杰（Jiajie Diao）博士和美国科学院院士、斯坦福大学的Axel T. Brunger教授，是本文共同通讯作者。阳小飞教授博士毕业于华中科技大学，曾在美国西南医学中心、斯坦福大学从事博士后研究，长期从事囊泡转运与释放，钙离子调节神经递质释放机制的科学研究工作。在包括Science，Neuron，PNAS，J Neurosci等国际著名期刊在内的各类SCI收录期刊中发表文章10余篇文章，研究成果在国际上有较大影响。
Axel Thomas Brunger教授现任美国科学院院士，美国斯坦福大学分子细胞生理学教授，是结构生物学的权威人士，其研究领域包括神经传递的分子机制、囊泡运输和膜融合的分子机理，X射线晶体学以及核磁共振波谱学方法检测蛋白结构，计算机模拟生物大分子，已在Science、 Nature、Proc Natl Acad Sci、Nature Protocol、J Biol Chem和Sturcture等国际一流学术专业期刊发表多篇论文，并且担任多个国际学术期刊如Proc Natl Acad Sci和Biophysical Journal的编委。
突触小泡的膜融合是神经系统中神经递质释放的一个重要过程。主要融合机器包括SNARE（可溶性NSF附着蛋白受体）融合蛋白synaptobrevin/VAMP2（囊泡相关膜蛋白）、syntaxin-1和SNAP-25及其他突触蛋白，包括突触结合蛋白、complexin、Munc13和Munc18。Complexin是一个小的胞浆蛋白，在哺乳动物、果蝇和线虫中是进化保守的，它与突触结合蛋白合作，调节着突触囊泡的胞吐作用。
这项研究主要集中在complexin-1亚型（简称Cpx）。Cpx可以分成四个结构域，具有不同的功能：灵活的N端和C端结构域，一个辅助结构域和一个中央α螺旋结构域。Cpx的N端结构域对于小鼠神经元和分离的嗜铬细胞中的快速同步释放，起着一定的作用。C端结构域与磷脂结合，它对于神经元中的突触囊泡启动，非常的重要。没有C端结构域的Cpx不能抑制培养神经元中的自发释放，但是仍能激活培养神经元和重组系统中Ca2+激活的释放。
线虫complexin的C端结构域可通过一个膜结合基序，与弯曲膜相互作用。辅助结构域调节着神经元中的自发融合，并且它抑制重组系统中不依赖于Ca2+的融合。虽然辅助结构域是调节自发释放所必需的，但是，相比较Cpx敲除的修复实验中的野生型神经元，这个结构域的突变，不会对影响Cpx融合的激活，并且在重组系统中它可能被完全去除，同时仍然保持Cpx的激活功能。α螺旋中心结构域可结合SNARE复合体，并且对于目前所有已研究的物种中的Cpx功能，是必不可少的，包括启动、抑制自发融合和激活Ca2+触发的融合。
综合这些数据，该研究小组发现，Cpx是突触囊泡融合的一个重要调节器：它促进Ca2 +触发的突触囊泡融合，连同SNAREs和synaptotagmins，同时抑制或调节某些物种或实验条件下的自发融合。
在这项研究中，研究人员调查了Cpx的C-末端结构域的作用。利用单分子膜结合分析，他们发现，与以往对线虫complexin的研究结果一致，哺乳动物的Cpx优先结合到高度弯曲的膜。对皮质神经元中complexin-1/2双敲除（KD）的修复研究表明，突触囊泡膜定位的行为类似于野生型对照物，而优先的质膜定位可干扰自发释放的抑制。通过这些数据，研究人员发现，C-末端结构域对于Ca2 +触发的释放激活是消耗性的，但适当的膜定位对于自发释放的调节，是非常重要的。
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