視蛋白
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視蛋白(英語:opsins)狹義上是指一類存在於脊椎動物感光細胞視色素中的糖蛋白,其等摩爾地與視黃醛結合,包括視青質、視紫質等。視蛋白為 35–55 千道爾頓的跨膜G蛋白偶聯受體,具有感光作用,屬 retinylidene protein 家族的一員。此外,廣義上視蛋白尚包括微生物或真菌中不與G蛋白偶聯,且對光感應的蛋白,例如一種嗜鹽菌紫膜中與視黃醛結合的蛋白質[1]。
共有五類經典的視蛋白與視覺有關,參與光線光子到電化學信號的轉化,從而開始視覺信號的轉導通路。有些在哺乳動物視網膜上的視蛋白,如黑視蛋白,參與了晝夜節律調解及瞳孔對光反射作用,但與視覺成像無關。
視蛋白分類
原核視蛋白(第一類)
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。
動物視蛋白(第二類)
外部連結
- Review of opsins and current research: Shichida, Yoshinori; Matsuyama, Take. Evolution of opsins and phototransduction. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 2009-10-12, 364 (1531): 2881–2895 [2018-03-03]. ISSN 0962-8436. PMID 19720651. doi:10.1098/rstb.2009.0051. (原始內容存檔於2018-06-02) (英語).
- Illustration (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) at Baldwin-Wallace College
- 醫學主題詞表(MeSH):Opsin
參考文獻
- ^ 存档副本. [2024-05-05]. (原始內容存檔於2024-05-05).
- ^ 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. (原始內容存檔於2020-05-06).