视蛋白

视蛋白(英語:Opsins)是一类在视网膜感光细胞上发现的35–55千道尔顿的跨膜G蛋白偶联受体,具有感光作用,是retinylidene protein家族的一员。共有五类经典的视蛋白与视觉有关,参与光线光子到电化学信号的转化,从而开始视觉信号的转导通路。有些在哺乳动物视网膜上的视蛋白,如黑视蛋白英语melanopsin,參與了昼夜节律调解及瞳孔对光反射英语Pupillary light reflex作用,但與视觉成像無關。

视紫红质的三维结构图,七个跨膜结构域显示为不同颜色,其中部的發色團显示为红色

视蛋白分类编辑

有两大类蛋白质都称为视蛋白:这两类之间并非同源,但趋同进化出了相似的结构和功能[1]

原核视蛋白(第一类)编辑

I型視蛋白(也稱為微生物視蛋白)是七個跨膜結構域蛋白。它們中的大多數是離子通道或泵,而不是適當的受體,並且不與G蛋白結合。在生活的所有三個領域中都發現了I型視蛋白:古細菌,細菌和真核生物。在真核生物中,I型視蛋白主要存在於綠藻等單細胞生物和真菌中。在大多數複雜的多細胞真核生物中,I型視蛋白已被其他光敏分子替代,例如植物中的隱花色素和植物色素,後生動物(動物)中的II型視蛋白。

微生物視蛋白通常以分子的視紫紅質形式已知,即視紫紅質(廣義上)=視蛋白+生色團。在許多種類的微生物視蛋白中,質子泵細菌視紫紅質(BR)和黃體視紫紅質(xR),氯化物泵視紫紅質(HR),光感官視紫紅質I(SRI)和感覺視紫紅質II(SRII)以及蛋白視紫紅質(PR) ),神經孢子視蛋白I(NOPI),衣原體感性視紫紅質A(CSRA),衣原體感性視紫紅質B(CSRB),通道視紫紅質(ChR)和古細菌視紫紅質(Arch)。

各種細菌類群使用幾種I型視蛋白,例如蛋白和細菌視紫紅質,通過基於非葉綠素的途徑從光中收集能量以進行代謝過程。除此之外,還有嗜鹽細菌的視紫紅質和某些藻類的通道視紫紅質。 Volvox用作光控離子通道,此外還用於光戰術用途。感覺細菌視紫紅質存在於鹽桿菌中,其通過與與G蛋白無關的換能器膜嵌入蛋白相互作用而誘導光致反應。

I型視蛋白(如通道視紫紅質,鹽視紫紅質和古細菌視紫紅質)在光遺傳學中用於打開或關閉神經元活性。如果應以更高的頻率調節神經元活動,則首選I型視蛋白,因為它們比II型視蛋白反應更快。這是因為I型視蛋白是離子通道或質子/離子泵,因此被光直接激活,而II型視蛋白則激活G蛋白,G蛋白隨後激活產生代謝產物的效應酶以打開離子通道。

动物视蛋白(第二类)编辑

外部链接编辑

参考文献编辑

  1. ^ Fernald, Russell D. Casting a genetic light on the evolution of eyes. Science (New York, N.Y.). 2006-09-29, 313 (5795): 1914–1918 [2018-03-03]. ISSN 1095-9203. PMID 17008522. doi:10.1126/science.1127889. (原始内容存档于2020-05-06).