13.11.2020

Опсин


Опсины — это группа светочувствительных связанных с мембраной рецепторов, связанных с G-белками, массой около 35-55 кДа семейства ретинолидных белков, которые обнаружены в фоточувствительных клетках сетчатки. Пять групп опсинов принимают участие в зрении, передаче света в электрохимический сигнал, и являются первым этапом в каскаде зрительной трансдукции. Меланопсин — другой опсин, обнаруженный в сетчатке млекопитающих, который участвует в циркадианных ритмах и в зрачковом рефлексе, но не в формировании изображения.

Классификация

Классифицируют два типа опсинов — первого и второго типов. Сходство в их структуре и функции указывает на их конвергентное происхождение у бактерий и животных.

Опсины прокариот (первого типа)

Опсины прокариот имеют семь трансмембранных доменов, сходные по структуре с рецепторами, связанными с G-белками у эукариот. Но несмотря на такие сходства, нет никаких подтверждений того, что они имеют эволюционное сходство, по-видимому, эти белки эволюционировали независимо друг от друга.

Некоторые бактерии фиксируют углерод без участия хлорофилла, используя для этого опсины первого типа (протеородопсины, халородопсины и бактериородопсины) Галобактерии используют чувствительные родопсины для фототаксиса, в этом процессе участвуют, связанные с плазматическими мембранами, белки системы передачи сигнала, не имеющие отношения к G-белкам.

Группы опсинов второго типа

Два семейства опсинов позвоночных классифицируют по различиям в экспрессии и эволюционной истории. Родопсины, которые участвуют в ночном зрении, являются высокочувствительными, нерезкими опсинами и располагаются в палочках сетчатки. Опсины колбочек, которые участвуют в цветном зрении, являются низкочувствительными но резкими опсинами, и располагаются в клетках колбочек сетчатки. Опсины колбочек также классифицируют по длине волн максимального поглощения света. Также для классификации часто сравнивают аминокислотные последовательности опсинов разных групп. Оба подхода выделяют четыре основных группы опсинов. У человека представлен следующий набор зрительных белков:

  • Родопсин (Rh1, OPN2, RHO) — экспрессируется в палочках, участвует в ночном зрении
  • Четыре типа опсинов колбочек (фотопсины) — экспрессируются в колбочках, участвуют в цветном зрении
    • Чувствительные в области длинных волн (Long Wavelength Sensitive, LWS, OPN1LW) опсины — λmax в красном диапазоне
    • Чувствительные в области волн средней длины (Middle Wavelength Sensitive, RH2 или MWS) опсины — λmax в зелёной части спектра
    • Чувствительные в области коротких волн 2 (SWS2) опсины — λmax в синем диапазоне
    • Чувствительные в области коротких волн 1 (SWS1) опсины — λmax в фиолетовой и ультрафиолетовой части диапазона

Для последних трех опсинов у человека известны гены OPN1MW, OPN1MW2, и OPN1SW.

Другие животные имеют разные наборы фоторецепторных белков, и их соответствующие спектры поглощения отличаются от человеческих белков. Поэтому восприятие света и изображений у человека и животных отличается. Некоторые насекомые, например, могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне, а животные с одним типом опсинов видят окружающий мир черно-белым.


Структура и функции

Опсины ковалентно связаны с ретиналем — альдегидной формой витамина А, связывание идет через конденсацию альдегидной группы ретиналя с ε-аминогруппой остатка лизина в седьмой трансмембранной альфа-спирали с образованием основания Шиффа. У позвоночных хромофор находится в цис-форме. Поглощение фотона приводит к изменению конформации в транс-состояние. Фотоизомеризация вызывает конформационные изменения в белке опсине и активирует каскад фототрансдукции.

Опсины содержат семь трансмембранных альфа-спиральных доменов, соединенных тремя внеклеточными и тремя цитоплазматическими петлями. Многие остатки аминокислот являются эволюционно консервативными между разными группами опсинов. Остаток Lys296 консервативен во всех известных опсинах и служит сайтом связывания основания Шиффа с хромофором.


Похожие новости:

Родопсин

Родопсин
Родопсин (зрительный пурпур) — основной зрительный пигмент. Содержится в палочках сетчатки глаза морских беспозвоночных, рыб, почти всех наземных позвоночных и человека и по данным недавнего

Транспортин-1

Транспортин-1
Транспортин-1 (импортин-β2, кариоферин-β2, MIP) — транспортный фактор, участвующий в переносе белков в клеточное ядро, который у человека кодируется геном TNPO1. Транспортин-1 импортирует в ядро

Глаз животных (часть 3)

Глаз животных (часть 3)
Внутренняя оболочка глазного яблока - tunica interna bulbi, или сетчатка - retina. К ней прилежит стекловидное тело. В сетчатке различают две части: заднюю - зрительную и переднюю - слепую.

Классификация мышц по форме, структуре у животных (часть 1)

Классификация мышц по форме, структуре у животных (часть 1)
Форма мышц. Среди огромного многообразия мышц по форме можно выделить условно следующие основные типы: 1. На теле и голове больше встречаются пластинчатые мышцы, заканчивающиеся апоневрозами. Они
Комментариев пока еще нет. Вы можете стать первым!

Добавить комментарий!

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Популярные новости
Что стоит принять во внимание прежде, чем вступить в СРО строителей
Что стоит принять во внимание прежде, чем вступить в СРО строителей
Вступление в СРО строителей в наше время – дело необходимое. Членство поможет повысить качество...
Виды окон ПВХ и их преимущества
Виды окон ПВХ и их преимущества
В конце девяностых годов прошлого века в нашей стране появились пластиковые окна. Они сразу же...
Особенности проведения отделки балкона
Особенности проведения отделки балкона
Балкон — это особое пространство квартиры, которое отличается небольшими квадратными метрами и...
Что такое предпроектная документация и для чего она нужна
Что такое предпроектная документация и для чего она нужна
Прединвестиционная стадия характеризуется возможностью создания конечного результата. Это не...
Особенности мобильных офисных перегородок. Основы правильной организации рабочего пространства
Особенности мобильных офисных перегородок. Основы правильной организации рабочего пространства
Мобильные офисные перегородки — это современные решения, помогающие быстро и эффективно зонировать...
Обзор советов по уходу за обивкой мягкой мебели дома: краткое руководство
Обзор советов по уходу за обивкой мягкой мебели дома: краткое руководство
Неминуемо на новеньком диване или любимых креслах появится ненавистное пятно. Многие народные...
Как обустроиться в однокомнатной квартире?
Как обустроиться в однокомнатной квартире?
Далеко не каждый проживает в большом доме или многокомнатной квартире. Как же обустроить интерьер...
Все новости