Розташування везикул в пресинапсі та процес їхнього злиття з синаптичною мембраною, що супроводжується вивільненням нейромедіатора, контролюються великою кількістю спеціалізованих протеїнів, зосереджених як всередині везикули, так і назовні. Молекули нейромедіатора, що вивільняються в синаптичну щілину, змінюють електричні властивості постсинаптичної мембрани шляхом зв'язування з постсинаптичними нейрорецепторами, що є великими спеціалізованими білковими молекулами.