活性区的质膜
活性区质膜必须设计为（i）介导SVs神经递质的外显子释放，（ii）允许钙离子从细胞外空间局部进入以触发递质释放，以及（iii）通过膜组织跨突触细胞粘附蛋白质. 事实上，它确实包含靶膜陷阱蛋白syntaxin和SNAP25，通过结合
SV跨膜蛋白VAMP介导SV胞吐5。值得注意的是，突触融合蛋白和SNAP25遍布神经元质膜，表明这些蛋白质不能解释递质释放到活性区的限制17。活性区质膜也含有电压门控钙通道，尽管非活性区的累积程度并不完全清楚，并且可能因突触类型而异。理论上的考虑表明，停靠的SVs可能随机分布在活性区，而钙通道可能聚集在活性区质膜的亚区。SVs和钙通道之间的不同距离可能解释了不同的神经递质释放概率。具有释放能力的SV必须位于靠近钙通道的位置（小于300 nm，可能小于50 nm），以解释钙离子进入和胞吐之间0.2 ms的短时间延迟3,18,19。本书其他章节（第4-10章）讨论了活性区跨膜蛋白对细胞粘附、突触形成和跨突触信号的重要性。值得注意的是，突触连接可以用生化方法纯化，这意味着紧密的跨突触结合相互作用。电子显微镜显示，这种纯化的连接包含CAZ及其突触后等效物，突触后密度（PSD），以及跨越突触间隙的纤维结构7,16。这表明，由跨膜蛋白以及CAZ和PSD蛋白组成的蛋白质支架可能是突触连接的主干。
6.活性区的细胞基质（CAZ）
在首次通过电子显微镜观察到CAZ的几十年后，正在鉴定其蛋白质成分。同时，已经确定了五个分子，它们专门定位于CAZ，可以被视为核心CAZ成分。这些是MUNC13、RIM、CAST/ERC、巴松管和
短笛7,20,21。这些蛋白质是缺乏跨膜区域的大型多结构域蛋白质，跨膜区域直接或间接地相互结合，并与其他几个突触蛋白质结合，从而可能产生尺寸不寻常的超分子结构。有趣的是，CAZ蛋白在神经递质释放的几个步骤中也起着至关重要的作用。
Munc13亚型对诱发神经递质释放至关重要，可能是通过赋予对接SVs21,22融合能力。此外，这些蛋白质在突触可塑性中发挥作用23,24。同样，RIM亚型在正常SV胞吐和突触可塑性中也是必需的25,26。RIM结合大量突触前蛋白，包括CAZ分子Munc13和Liprins27-29。脂蛋白反过来与受体酪氨酸磷酸酶LAR相互作用，LAR参与活性区组装30。CAST/ERC被认为是支架蛋白；它与RIM、Liprin、巴松管和Piccolo31,32进行交互。巴松和短笛是最大的CAZ蛋白，分别为420和550 kDa。在常规突触中，巴松管是突触子集33发挥功能所必需的。在光感受器和内耳带突触，巴松管在突触带的形成和功能中起着额外的作用，即参与SV动力学的特殊细胞骨架结构15，34-36。
因此，CAZ代表着控制神经递质释放的蛋白质的异常积累。这些蛋白质直接或间接地相互作用，实际上可能代表一个巨大的超分子复合体超微结构可见为突触前网格（见上文）。通过各种相互作用，它们与胞外机制的蛋白质直接相连。例如，Munc13与突触融合蛋白相互作用，RIM与SV相关蛋白Rab3a相互作用，与SVs推测的钙传感器蛋白synaptotagmin7,37相互作用（图16.1；色板10）。目前的观点认为，CAZ赋予作为神经递质释放标志的胞吐机制时空协调性。
图16.1。CAZ的分子结构。很少有CAZ特异性蛋白，包括Rab3相互作用分子（RIM）、SV囊泡启动因子Munc13、两种相关的支架蛋白巴松和Piccolo以及CAZ相关的结构蛋白CAST/ERC，特异性定位于活性区。它们被认为可以定位和组织SV循环的膜运输事件，并将其与活性区膜蛋白连接，包括电压门控Ca2+通道和细胞粘附分子，如神经丝蛋白。非专属CAZ成分的其他成分包括含有膜相关鸟苷酸激酶CASK的Ca2+/钙调蛋白激酶结构域、转录共阻遏子CtBP1/BARS50、RIM结合蛋白（RIM-BP）、异戊二烯基化Rab3受体蛋白PRA1、ARF GTPase激活蛋白GIT、受体酪氨酸磷酸酶LAR及其相互作用蛋白Liprin，的组件圈套复合体及其控制元件（如Munc18）。Piccolo与肌动蛋白结合蛋白Abp1之间的相互作用被认为将活性区与相邻的内吞区联系起来。欲了解更多详情，请参阅Gundelfinger、Altrock和Fejtova，《神经科学百科全书参考》中的活动区（现场编辑：M.Takahashi，柏林施普林格出版社）。这张照片是在神经生物学研究所的网站上拍摄的(http://www.ifn-magdeburg.de/en/departments/neurochemistry_and_molecular_biology). 参见色板10。
哺乳动物活性区组装研究：前体囊泡的鉴定
轴突和树突38’39初次接触后30-60分钟内可形成功能活性区。Piccolo和Bassoon是最早出现在新生突触中的蛋白质，与功能性SVs同时出现或出现在SVs之前，这与这些蛋白质在突触组装中的作用一致40,41。活性区蛋白是如何运输到新生突触部位的？特别是，CAZ分子是如何运输的，它们对突触组装的贡献是什么？
最近的研究已经详细地解决了这个问题，并确定了一种新型的泡状细胞器，似乎代表了移动活性区的前体。使用针对短笛或巴松管的抗体，可以从胚胎大鼠大脑（第E18天）41’42亲和纯化以前未知类型的囊泡细胞器。超微结构上，纯化的细胞器类似于在发育中的轴突的电镜研究中发现的小泡脊的chord43，随后也在培养神经元的轴突中检测到41。这些囊泡直径为80 nm，具有电子致密的管腔，并被电子致密的投射物所覆盖，使人想起活性区的CAZ材料41,43。这种形态增加了囊泡将其细胞质表面的CAZ物质携带到融合前的可能性。事实上，在电子显微镜41中，这些囊泡发出的投射物对巴松管和短笛管呈免疫阳性，因此被称为短笛巴松管运输囊泡（PTV）。对纯化的PTV进行的初步生化分析表明，它们不仅携带短笛和巴松管，还携带质膜诱捕Syntaxin和SNAP25，以及在成熟突触中发现的细胞粘附蛋白A-cadherin。相比之下，在PTV上未检测到SV蛋白，如突触素、突触结合蛋白、突触结合蛋白/VAMP2或囊泡神经递质转运体GAT1。进一步的生化分析表明，PTV确实包含一整套活性区蛋白，包括RIM1、Munc13、N型电压门控钙通道，以及突触融合蛋白结合蛋白Munc18（图16.2）41,42。
图16.2。Piccolo巴松管运输囊泡（PTV）的拟议分子组成。除了独有的CAZ蛋白质巴松、Piccolo、RIMs和Munc-13s外，假定的活性区前体囊泡还包含完整的膜蛋白，如N型钙通道和A-钙粘蛋白，以及控制SVs41'42启动和融合的蛋白质。EGFP标记巴松管对于分析PTV贩运非常有用。
图16.2。Piccolo巴松管运输囊泡（PTV）的拟议分子组成。除了独有的CAZ蛋白质巴松、Piccolo、RIMs和Munc-13s外，假定的活性区前体囊泡还包含完整的膜蛋白，如N型钙通道和A-钙粘蛋白，以及控制SVs41'42启动和融合的蛋白质。EGFP标记巴松管对于分析PTV贩运非常有用。
基于这一惊人的组成，出现了活性区前体囊泡假说，该假说预测：（i）PTV可能允许运输整个活性区蛋白质补体，（ii）极少数此类囊泡的胞吐可以产生原始活性区，这表明神经递质释放的突触前位点的数量和快速组装41,42（图16.3和16.4）。
继续阅读此处：树突棘结构
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