THE SYNAPTIC VESICLE CYCLE

Annual Review of Neuroscience - Tập 27 Số 1 - Trang 509-547 - 2004
Thomas C. Südhof1
1The Center for Basic Neuroscience, Department of Molecular Genetics, Howard Hughes Medical Institute, The University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, Texas 75390-9111;

Tóm tắt

▪ Abstract  Neurotransmitter release is mediated by exocytosis of synaptic vesicles at the presynaptic active zone of nerve terminals. To support rapid and repeated rounds of release, synaptic vesicles undergo a trafficking cycle. The focal point of the vesicle cycle is Ca2+-triggered exocytosis that is followed by different routes of endocytosis and recycling. Recycling then leads to the docking and priming of the vesicles for another round of exo- and endocytosis. Recent studies have led to a better definition than previously available of how Ca2+ triggers exocytosis and how vesicles recycle. In particular, insight into how Munc18-1 collaborates with SNARE proteins in fusion, how the vesicular Ca2+ sensor synaptotagmin 1 triggers fast release, and how the vesicular Rab3 protein regulates release by binding to the active zone proteins RIM1α and RIM2α has advanced our understanding of neurotransmitter release. The present review attempts to relate these molecular data with physiological results in an emerging view of nerve terminals as macromolecular machines.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Akert K, 1971, Adv. Cytopharmacol., 1, 273

10.1126/science.8342028

10.1523/JNEUROSCI.20-15-05724.2000

Araki S, 1990, J. Biol. Chem., 265, 13007, 10.1016/S0021-9258(19)38260-2

10.1016/S0005-2728(02)00257-8

10.1074/jbc.C200166200

10.1523/JNEUROSCI.18-20-08214.1998

10.1042/bj1301063

10.1038/22768

10.1523/JNEUROSCI.21-17-06588.2001

10.1523/JNEUROSCI.14-09-05223.1994

10.1113/jphysiol.1972.sp010054

10.1523/JNEUROSCI.19-06-01922.1999

10.1073/pnas.87.14.5359

10.1126/science.1321498

10.1083/jcb.108.5.1851

10.1074/jbc.272.4.2520

10.1016/S0896-6273(01)00272-0

10.1126/science.289.5481.953

10.1038/383431a0

10.1113/jphysiol.1995.sp021095

10.1038/328814a0

10.1016/S0959-4388(00)00097-0

10.1074/jbc.270.42.25273

10.1016/S0896-6273(00)00097-0

10.1083/jcb.100.4.1284

Calakos N, 1994, J. Biol. Chem., 269, 24534, 10.1016/S0021-9258(17)31422-9

Cases-Langhoff C, 1996, Eur. J. Cell Biol., 69, 214

10.1038/41574

10.1038/415327a

10.1523/JNEUROSCI.19-20-09090.1999

10.1083/jcb.57.2.499

10.1074/jbc.270.40.23667

10.1074/jbc.271.46.28731

10.1016/S0896-6273(02)00583-4

10.1038/35052017

10.1074/jbc.M100929200

10.1073/pnas.96.26.15268

10.1016/S0300-9084(00)00219-4

10.1016/S0896-6273(03)00430-6

10.1007/PL00000781

10.1093/emboj/18.16.4372

10.1093/emboj/cdf381

10.1523/JNEUROSCI.20-16-06007.2000

10.1002/j.1460-2075.1995.tb06995.x

10.1073/pnas.89.22.10993

10.1093/emboj/17.4.977

10.1523/JNEUROSCI.22-11-04372.2002

10.1038/35065004

10.1523/JNEUROSCI.22-19-08438.2002

10.1016/S0896-6273(01)00548-7

10.1007/BF03401726

10.1038/349079a0

Fischer von Mollard G, 1994, Eur. J. Cell Biol., 65, 319

10.1126/science.291.5505.875

10.1016/S0028-3908(03)00049-2

10.1073/pnas.222546799

10.1016/S0896-6273(00)80472-9

10.1007/BF02532415

Galli T, Haucke V. 2001. Cycling of synaptic vesicles: How far? How fast! Sci. STKE 88:RE1

10.1038/nature01677

Geppert M, 1991, J. Biol. Chem., 266, 13548, 10.1016/S0021-9258(18)92733-X

10.1016/0092-8674(94)90556-8

10.1038/369493a0

10.1002/j.1460-2075.1994.tb06681.x

10.1038/42954

10.1016/S0955-0674(97)80027-0

10.1073/pnas.91.26.12942

10.1523/JNEUROSCI.20-04-01281.2000

10.1523/JNEUROSCI.22-13-05442.2002

10.1016/S1040-7952(06)80005-4

10.1152/jn.2001.85.6.2324

10.1038/87419

10.1038/35054000

10.1523/JNEUROSCI.12-07-02685.1992

10.1016/S0006-3495(97)78792-7

10.1038/366347a0

10.1074/jbc.M305500200

10.1083/jcb.57.2.315

10.1073/pnas.0530202100

Holz RW, 1994, J. Biol. Chem., 269, 10229, 10.1016/S0021-9258(17)34051-6

10.1074/jbc.273.22.13371

10.1074/jbc.273.3.1425

10.1074/jbc.274.24.16747

10.1016/S0896-6273(00)80851-X

10.1016/0092-8674(94)90401-4

10.1016/S0092-8674(03)00112-0

10.1016/S0896-6273(00)81046-6

10.1523/JNEUROSCI.18-22-09269.1998

10.1016/S0306-4522(99)00370-X

10.1016/S0896-6273(00)81046-6

10.1002/j.1460-2075.1994.tb06476.x

10.1016/0896-6273(91)90078-E

Johnston PA, 1990, J. Biol. Chem., 265, 8869, 10.1016/S0021-9258(19)38968-9

10.1523/JNEUROSCI.22-24-10524.2002

10.1073/pnas.95.8.4667

Katz B, 1969, The Release of Neural Transmitter Substances

10.1523/JNEUROSCI.23-33-10531.2003

10.1074/jbc.M307561200

10.1083/jcb.135.3.797

10.1111/j.1469-7793.2000.00625.x

10.1111/j.1432-1033.1997.00540.x

10.1016/0896-6273(94)90254-2

10.1038/375594a0

10.1073/pnas.92.20.9235

10.1016/S0896-6273(00)80337-2

10.1016/0092-8674(92)90425-C

10.1016/S0092-8674(03)00727-X

10.1016/S0166-2236(02)02193-8

Maycox PR, 1988, J. Biol. Chem., 263, 15423, 10.1016/S0021-9258(19)37605-7

10.1038/39908

10.1016/0092-8674(95)90239-2

10.1523/JNEUROSCI.22-05-01648.2002

Meinrenken CJ, 2003, J. Physiol., 547, 665

10.1016/S0896-6273(00)00064-7

10.1038/9149

10.1038/377115a0

10.1083/jcb.151.3.601

10.1038/360270a0

10.1083/jcb.200202083

10.1038/345260a0

Perin MS, 1991, J. Biol. Chem., 266, 3877, 10.1016/S0021-9258(19)67875-0

Perin MS, 1991, J. Biol. Chem., 266, 623, 10.1016/S0021-9258(18)52480-7

10.1038/375493a0

10.1042/bj3090621

10.1523/JNEUROSCI.20-19-07297.2000

10.1016/S0896-6273(00)00098-2

10.1152/jn.1999.81.1.288

10.1016/0896-6273(91)90297-D

10.1016/S0092-8674(01)00192-1

10.1016/S0896-6273(00)00065-9

10.1016/S0896-6273(03)00405-7

10.1016/S0959-4388(02)00360-4

10.1523/JNEUROSCI.22-24-10680.2002

10.1073/pnas.91.22.10620

10.1038/375488a0

10.1016/0092-8674(93)90487-B

10.1016/S0896-6273(00)80146-4

10.1038/384170a0

10.1016/S0014-5793(97)01279-9

10.1523/JNEUROSCI.21-02-00462.2001

10.1016/S0896-6273(00)80099-9

10.1523/JNEUROSCI.22-24-10567.2002

10.1074/jbc.M204929200

10.1074/jbc.M206738200

10.1038/86042

10.1074/jbc.271.44.27770

10.1523/JNEUROSCI.19-14-05834.1999

10.1074/jbc.M203704200

10.1038/35022702

10.1016/S0166-2236(02)02139-2

10.1126/science.1064335

10.1038/415321a

10.1111/j.1471-4159.1993.tb03535.x

10.1074/jbc.273.25.15611

10.1016/S0896-6273(02)01145-5

10.1073/pnas.0308477100

10.1128/MCB.13.4.2061

10.1038/35044540

10.1038/362318a0

10.1085/jgp.200308855

10.1016/S0304-3940(02)00659-6

10.1002/j.1460-2075.1984.tb02300.x

10.1016/0006-291X(83)90576-4

10.1126/science.2506642

10.1016/S0896-6273(00)00109-4

10.1038/375645a0

10.1074/jbc.R100052200

10.1074/jbc.271.3.1262

10.1016/S0896-6273(01)00290-2

10.1093/emboj/21.3.270

10.1016/S0896-6273(01)00271-9

10.1038/417555a

10.1038/35025070

10.1093/embo-reports/kvf159

10.1016/S0896-6273(02)01137-6

10.1126/science.2461586

10.1083/jcb.142.2.499

10.1083/jcb.110.2.449

10.1016/S0006-3495(03)74967-4

10.1016/0896-6273(94)90415-4

10.1093/emboj/17.14.3921

10.1038/10076

10.1016/0301-0082(91)90019-W

10.1016/0014-5793(94)80592-X

10.1126/science.287.5454.864

10.1016/S0896-6273(01)00391-9

10.1038/nrn705

10.1074/jbc.M909008199

10.1126/science.1064002

10.1074/jbc.M103337200

10.1038/nature01857

10.1073/pnas.182532999

10.1038/41580

10.1016/S0896-6273(00)80964-2

10.1016/S0888-7543(02)00024-1

10.1042/bj3050721

10.1038/nn783

10.1126/science.7916482

10.1016/S0896-6273(01)00372-5

10.1523/JNEUROSCI.23-18-07059.2003

10.1083/jcb.200211087

10.1523/JNEUROSCI.21-17-06666.2001

10.1038/35087000

10.1016/S1534-5807(02)00125-9

10.1523/JNEUROSCI.23-09-03633.2003

10.1523/JNEUROSCI.21-14-05169.2001

10.1073/pnas.84.6.1585

10.1146/annurev.physiol.64.092501.114547