Modèle du cycle de fusion des vésicules synaptiques. L’arrimage des vésicules synaptiques à la membrane pré-synaptique pourrait dépendre du complexe de protéines exocyste (étape 1). Au cours de l’amorçage, Munc18 se dissocie de la syntaxine-1, permettant à cette dernière d’interagir avec Munc13 et d’acquérir une conformation fusiogénique (étape 2). Rab3 et Rim interviendraient aussi dans cette étape. La syntaxine ainsi activée interagit avec ses partenaires SNAP25 et synaptobrévine pour former un complexe SNARE bloqué dans un état d’assemblage incomplet (étape 3: assemblage du complexe). À la suite d’une stimulation, l’entrée de calcium active la synaptotagmine qui s’associe au complexe SNARE et à la membrane plasmique, permettant ainsi la fusion des membranes et la libération des neurotransmetteurs dans l’espace synaptique (étape 4). Le complexe SNARE, désormais en cis sur la membrane plasmique, devient alors le récepteur des protéines NSF et SNAP qui, à la suite de l’hydrolyse de molécules d’ATP, vont dissocier le complexe et permettre à chacun des partenaires d’être de nouveau disponibles (étape 5). Finalement, la machinerie d’endocytose intervient pour recycler les vésicules synaptiques ainsi que leurs constituants membranaires (étape 6). À la suite de ce recyclage, les vésicules subissent une maturation qui leur permet d’être rechargées en neurotransmetteurs. Elles sont alors de nouveau prêtes à effectuer un cycle de fusion. Un schéma analogue s’applique certainement à toutes les fusions membranaires. Les protéines actives sont représentées avec un contour net, celles qui sont inactivées en pointillé.