VesikelFusionsprozess

VesikelFusionsprozess bezeichnet den Vorgang, bei dem die Membran eines Vesikels mit einer Zielmembran verschmilzt. Dadurch werden Vesikelinhalte freigesetzt oder Membranbestandteile ausgetauscht. Der Prozess ist zentral für sekretorische Abläufe, Neurotransmitterfreisetzung und die interne Membrantrajektorie in Zellen.

Der Kernmechanismus wird durch SNARE-Proteine getragen. Vesikelmembranen tragen v-SNAREs (beispielsweise VAMP/Synaptobrevin); Zielmembranen tragen t-SNAREs (Syntaxin und SNAP-25). SNAREs bilden ein festes Vierhelix-Bündel, das zwei Membranen eng zusammenführt, eine Hemifusion ermöglicht und schließlich einen Fusionstunnel öffnet. Die Energie dieses Zipperings treibt den Membranfusionsprozess voran.

Die Fusion wird durch zusätzliche Faktoren reguliert: Rab-GTPasen und Tethering- bzw. SM-Proteine vermitteln das Tethering und Docking; Reifung/Priming bereiten die SNAREs auf die Fusion vor. Nach der Fusion wird der SNARE-Komplex durch NSF und α-SNAP disassembled und recycelt.

Kalziumsignale spielen eine zentrale Rolle, insbesondere in neuronalen Zellen. Ein Ca2+-Sensor wie Synaptotagmin bindet bei erhöhten Ca2+-Spiegeln an SNAREs und Lipide, stimuliert die Öffnung des Fusionstunnels und beschleunigt die Freisetzung der Vesikelinhalte.

VesikelFusionsprozess kommt in vielen zellulären Kontexten vor, darunter Neurotransmitter- und Hormonsekretion sowie der Membranfluss in der intrazellulären Trafficking. Dysfunktionen können zu Störungen der Zellkommunikation und verschiedenen Erkrankungen beitragen.