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Rab3是一种小分子量GTP结合蛋白,在神经系统中高度富集并可特异性定位于突触囊泡。与其他Rab蛋白一样,Rab3以GTP或GDP结合的状态与囊泡膜结合或解离,并在突触囊泡融合的过程中发挥作用。突触结合蛋白(Synaptotagmins)是突触囊泡膜上一类非常重要的突触蛋白质,通过其N端的单跨膜结构域固定于分泌囊泡的膜上,能感受Ca2+内流并引发囊泡的融合和神经递质的释放。鉴于Rab3和突触结合蛋白的独特作用,它们被分别认为是调节膜融合的阴和阳的两个方面。Rab3A是大脑中丰度最高的Rab蛋白,且有实验结果表明,Rab3A具有限制Ca2+介导的囊泡融合数量和调节突触囊泡胞吐的功能。突触结合蛋白1是大脑中的主要突触结合蛋白,它通过C2结构域结合Ca2+,从而触发膜融合。到目前为止,两者之间相互作用的分子机制及其对神经递质释放的影响仍不完全清楚。为了研究Rab3A与突触结合蛋白1之间相互作用的分子机制,探索它们的相互作用对神经递质释放的影响,本研究中,我们提取大鼠海马组织总RNA并通过反转录获得cDNA后,针对Rab3A、突触结合蛋白1及相应突变体进行引物设计,通过分子克隆的方法将重组基因构建到各自的表达载体上,并利用原核表达的方式分别表达并纯化出突触结合蛋白1的三个胞质区结构域C2AB、C2A和C2B的GST融合蛋白,以及Rab3A全蛋白、Rab3A的GTP永久结合单残基突变体(Rab3A-Q81L)、Rab3A的GDP永久结合单残基突变体(Rab3A-T36N)、Rab3A的N-端截短突变体[Rab3A-N(1-80)、Rab3A的C-端截短突变体[Rab3A-C(81-220)]的His标签融合蛋白。然后利用GST Pull-Down实验分别验证突触结合蛋白1两个结构域蛋白C2A和C2B在GTP或/和Ca2+存在与否的条件与Rab3A全蛋白及其突变体之间的相互作用。实验结果表明,突触结合蛋白1的C2A和C2B结构域均能与Rab3A相互作用;Ca2+对它们的相互作用没有明显的影响;C2A结构域与Rab3A的相互作用是依赖GTP的,而C2B结构域以不依赖GTP的方式与Rab3A相互作用;C2结构域与Rab3A相互作用的结合区域在Rab3A的N端(1-80位氨基酸)。本研究证明:Rab3A能通过其N-端序列(1-80位氨基酸)以不依赖于Ca2+的方式与突触结合蛋白1发生直接的相互作用;Rab3A与C2A结构域的相互作用依赖GTP,而与C2B结构域的相互作用则不依赖于GTP,提示它们的相互作用机制有所不同。本研究初步揭示了Rab3A与突触结合蛋白1相互作用的分子机制,为探明两者之间的相互作用对神经递质释放的影响积累了新的实验资料。