神经递质的释放是神经系统信号传递中的关键环节之一。神经递质的释放是由钙引发的，由含神经递质的突触囊泡与突触前膜融合完成的。在过去的几十年里，寻找释放过程中能感受钙的变化的关键蛋白一直成为人们研究的热点。目前公认synaptotagmin(syt)家族的蛋白在调节囊泡融合中起钙感受器的作用。 突触结合蛋白是存在于神经和内分泌细胞中大的分泌囊泡上的一类跨膜蛋白，它是囊泡膜的重要组成成分之一。sytI(突触结合蛋I)是其中最有代表性的一个。它是1981年由Matthew等人利用单克隆抗体在突触囊泡上发现的，之后的研究表明它在突触囊泡的外吐过程中起作用。果蝇，线虫和小鼠sytI基因敲除实验证明sytI对于钙引发的快速，同步的神经递质释放是至关重要的。SytI的胞质区域(C2AB)是由两个拷贝的高度保守的C2结构域(靠近囊泡膜的称为C2A，远离的称为C2B)组成，C2结构域经常作为和膜结合的部位。近来的研究表明C2A结构域与磷脂膜的相互作用对于胞吐是十分重要的。 我们的实验利用气/液单层膜技术结合细胞系统以及生物物理和电镜等手段，来研究sytI的胞质区域和磷脂膜作用的特点和规律，旨在揭示sytI作为钙感受器在囊泡融合中可能的分子机制。 磷脂单层膜技术是研究蛋白质分子和生物膜的相互作用，特别是研究插膜的很好的模型膜系统。我们的实验第一次利用单层膜技术(包括荧光膜天平和表面浓度测定方法)证明C2A存在两种膜结合方式。在有、钙时，C2A倾向于并能够插入带负电荷的磷脂生物膜中；无钙时，选择吸附于负电荷磷脂膜表面上。在细胞内，利用免疫染色和Westernblot技术发现C2A在有无钙的条件下都倾向和质膜结合。利用荧光光谱和圆二色光谱结果显示，C2AB插膜后，结构只发生较小的变化。sytI与膜作用的这些特点为sytI在膜融合中的钙感受器的角色提供了一个有力的解释。sytI-C2A的两种膜结合方式提示它在突触囊泡的锚定和融合过程中起重要作用，当突触囊泡锚定在活化区，C2A以不依赖钙的膜吸附方式可能和其它蛋白一起使囊泡附着在突触前膜上，当胞内钙浓度迅速增高，C2A的钙依赖的插膜方式使囊泡进一步拉近突触前膜，加上和SNARE等蛋白的作用，启动膜融合，释放神经递质。 我们还利用分子筛层析技术，对通过亲和层析技术提纯的SytI在溶液中存在的状态进行监测。我们发现，在1mmol/L钙和1mmol/LEGTA的缓冲液条件下，C2AB皆呈现单体状态。我们还利用人工脂单层膜技术结合电子显微镜对它在有钙、无钙时形成的结构进行研究，获得在膜上的C2AB长方形的寡聚体规则结构的存在。其长度大约为11nm，宽度为11nm，而且这个结构在钙和负电荷磷脂同时存在时可以看到，当铺展egg-PC单层膜时，或是在缓冲液中加入1mmol/LEGTA时，并没有观察到这种规则的结构。这些提示sytI可能通过聚合将SNARE等融合蛋白拉在一起发挥其生理功能。 最后，根据sytI蛋白和磷脂的这些作用特点和规律，我们提出了sytI作为囊泡融合过程中钙感受器的作用机制的模型。