シナプス小胞
このように、細胞は膜の再生のために少なくとも2つの機構を利用するようである。特定の条件下では、細胞は一方の機構から他方の機構への切り替えを行うことができる。Caレベルが低いときにはゆっくりとしたfull-collapse fusion機構が支配的であり、Caレベルが高いときには速いkiss-and-run機構が利用される。Alesらは、細胞外のカルシウムイオン濃度を上昇させることで、シナプス小胞の再生に好まれる様式がカルシウム濃度依存的にkiss-and-run機構へシフトすること示した。シナプスでの神経伝達物質の分泌の際に、シナプス活性に応じてエキソサイトーシスとエンドサイトーシスの共役が最適な状態になるよう、エキソサイトーシスの様式が調節されていると提唱されている。
実験的証拠からは連続刺激の開始時点ではkiss-and-run機構が支配的な様式であることが示唆されており、この状況下でのkiss-and-run機構の高い小胞放出可能性を反映している。Kiss-and-run機構の発生率は神経の迅速な発火と刺激によっても増加し、このタイプの放出の速度は他の小胞放出の様式よりも早いことが示唆される。
シナプス小胞がドッキングした後、膜の融合が始まる前にはプライミングが必要である。プライミングは、カルシウムの流入に応答して迅速に融合することができるよう、シナプス小胞が準備をする過程である。プライミングはSNARE複合体の部分的な組み立てが関与すると考えられている。この過程には、Munc13(英語版)、RIM(英語版)とRIM結合タンパク質が参加する。Munc13はt-SNAREであるシンタキシン(英語版)の閉じたコンフォメーションから開いたコンフォメーションへの変化を促進し、v-SNARE/t-SNARE複合体の組み立てを促進すると考えられている。RIMもプライミングを調節するようであるが、この段階に必須ではない。
シナプス小胞の約 40 nmの直径にフィットするタンパク質の数は限られているため、その構成は比較的単純である。精製された小胞のタンパク質:リン脂質の比率は1:3であり、脂質の構成は、40% ホスファチジルコリン、32% ホスファチジルエタノールアミン、12% ホスファチジルセリン、5% ホスファチジルイノシトール、10% コレステロールである。
シナプス小胞には2種類の必須の構成要素が存在する。1つは神経伝達物質の取り込みに関与する輸送タンパク質(transport protein)、もう1つはシナプス小胞のエキソサイトーシス、エンドサイトーシス、再生に関与するトラフィッキングタンパク質(trafficking protein)である。
輸送タンパク質は、神経伝達物質の取り込みを可能にする電気化学的勾配を生み出すプロトンポンプと、実際の神経伝達物質の取り込みを調節する神経伝達物質輸送体から構成される。
ローディングが行われたシナプス小胞は近傍の放出部位にドッキングする必要があるが、この段階についてはほとんど解明されていない。シナプス小胞と放出部位には多くのタンパク質が同定されているが、小胞タンパク質と放出部位のタンパク質の間のタンパク質間相互作用の中で、ドッキング過程を説明できるものはまだ見つかっていない。C. elegansでは、rab-3とmunc-18の変異体は小胞のドッキングまたは放出部位での小胞の構成を変化させるが、ドッキングが完全に破壊されるわけではない。現在では、SNAREタンパク質もドッキングに関与していると考えられている。