視蛋白

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視紫紅質的三維結構圖,七個跨膜結構域顯示為不同顏色,其中部的發色團顯示為紅色

視蛋白(英語:Opsins)是一類在視網膜感光細胞上發現的35–55千道爾頓的跨膜G蛋白偶聯受體,具有感光作用,是retinylidene protein家族的一員。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,如黑視蛋白英語melanopsin,參與了晝夜節律調解及瞳孔對光反射英語Pupillary light reflex作用,但與視覺成像無關。

視蛋白分類[編輯]

有兩大類蛋白質都稱為視蛋白:這兩類之間並非同源,但趨同進化出了相似的結構和功能[1]

原核視蛋白(第一類)[編輯]

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)[編輯]

外部連結[編輯]

參考文獻[編輯]

  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. (原始內容存檔於2020-05-06).