小胞融合
シナプス小胞の融合過程が開始されるには、小胞は標的膜から数ナノメートル以内に位置しなければならない。両者の膜が十分に近接することで、特定のタンパク質による接合部からの水の除去と、細胞膜と小胞の間での脂質の交換が可能となる。適切な位置に来た小胞は、シナプス前膜に活動電位が伝達され、Caが細胞内に流入するのを待つ。Caは神経細胞内のシナプトタグミン(英語版)などの特定のタンパク質と結合し、小胞と標的膜との完全な融合を引き起こす。
SNAREタンパク質は、どの膜がどの小胞の標的となるかを媒介する役割も果たしていると考えられている。
小胞と細胞膜上にそれぞれ位置するSNAREタンパク質が「トランス」複合体へと組み立てられると、複合体は向き合った細胞膜と分泌小胞の2つの脂質二重層のブリッジとなり、両者を近接させて融合を誘導する。細胞内へのカルシウムの流入が組み立て反応の完結の引き金を引く。この過程はカルシウムセンサーと推測されるシナプトタグミンと、膜脂質または部分的に組み立てられたSNARE複合体との相互作用によって媒介される。
ある仮説では、SNARE複合体内のコンプレキシン(英語版)がシナプトタグミンと相互作用することが示唆されている。「クランプ」仮説では、コンプレキシンは通常は小胞の細胞膜への融合を阻害しているとされる。しかし、Caイオンがシナプトタグミンに結合すると、コンプレキシンが放出されるか不活性化され、小胞は融合できるようになる。
「ジッパー」仮説では、複合体の組み立てはSNAREモチーフのN末端部分から開始され、タンパク質が膜に固定されているC末端側へ向かって進行するとされる。