Kalcium beáramlás: A kalciumionok (Ca2+) beáramlása a preszinaptikus terminálisba neurotranszmitterek felszabadulását váltja ki. Amikor egy akciós potenciál eléri a preszinaptikus terminált, depolarizálja a membránt, ami feszültségfüggő kalciumcsatornák megnyílását okozza. A kalciumionok ezután a terminálisba áramlanak, ami neurotranszmitterek felszabadulásához vezet a szinaptikus vezikulákból.
SNARE fehérjék: A SNARE (szolubilis N-etil-maleimid-szenzitív faktor csatolási fehérje receptor) fehérjék közvetítik a szinaptikus vezikulák fúzióját a preszinaptikus membránnal, ami neurotranszmitterek felszabadulásához vezet. A szinaptikus vezikula membránján lévő SNARE fehérjék kölcsönhatásba lépnek a preszinaptikus membránon lévő SNARE fehérjékkel, és olyan komplexet képeznek, amely közel hozza a vezikulát a membránhoz, és beindítja a fúzióját.
Synaptotagmin: A synaptotagmin egy kalciumérzékelő fehérje, amely döntő szerepet játszik a neurotranszmitterek felszabadulésében. A szinaptikus vezikulum membránján helyezkedik el, és kötődik a kalciumionokhoz, amelyek akciós potenciál során belépnek a preszinaptikus terminálisba. A kalcium szinaptotagminhoz való kötődése olyan konformációs változást vált ki, amely elősegíti a SNARE fehérjék kölcsönhatását és a szinaptikus vezikulák fúzióját a preszinaptikus membránnal.
Egyéb szabályozási tényezők: A kalcium beáramláson és a SNARE fehérjéken kívül más tényezők is módosíthatják a neurotranszmitterek felszabadulását, többek között:
- G-fehérjéhez kapcsolt receptorok (GPCR-ek), amelyek a preszinaptikus membránon helyezkednek el:A GPCR-ek gátolhatják vagy fokozhatják a neurotranszmitterek felszabadulását a kalciumcsatornák vagy a SNARE fehérjék aktivitásának megváltoztatásával.
- Protein kinázok és foszfatázok:Ezek az enzimek foszforilálhatják vagy defoszforilálhatják a SNARE fehérjéket vagy más, a neurotranszmitterek felszabadulásában részt vevő fehérjéket, ezáltal modulálva azok aktivitását.
- Neurotranszmitter transzporterek:ezek a preszinaptikus membránon található fehérjék képesek visszafogni a neurotranszmittereket, miután azok a szinaptikus hasadékba kerültek, csökkentve a posztszinaptikus receptorok számára elérhető neurotranszmitterek mennyiségét.
A neurotranszmitterek felszabadulásának pontos szabályozása elengedhetetlen az idegrendszer megfelelő működéséhez. Ennek a folyamatnak a szabályozási zavara különféle neurológiai és pszichiátriai rendellenességekhez vezethet.