Rodopsin

Rodopsin, též rhodopsin, někdy zrakový purpur, oční purpur (z řeckého rhodon „růže“, opsis „zrak“; -in značí sloučeninu) je zrakový pigment citlivý na světlo a nacházející se v tyčinkách sítnice komorového oka obratlovců, hlavonožců a některých členovců. Je to transmembránový protein ze skupiny receptorů spřažených s G-proteinem, obsahující nebílkovinnou složku retinal. Je schopný na základě přicházejícího světla vyvolat v buňce biochemickou dráhu, která směřuje ke vzniku nervových impulsů. Představuje tak základní molekulární princip vidění.

Rodopsin – chemická struktura
Rodopsin je membránový protein (na obrázku nahoře), pod ním je jeho G-protein transducin

Funkce

Rodopsin je transmembránový protein složený z proteinové složky opsinu a karotenové složky retinalu. Retinal je schopný cis-trans izomerie. Cis konfigurace retinalu je pevně vázána na lysinový zbytek opsinového proteinu a představuje klidový stav. Retinal je však schopen prudce reagovat na dopadající fotony světla. Když totiž dojde k absorpci světla cis-retinalem, změní se na all-trans izomer a uvolní se do cytoplazmy. Změnou konformace rodopsinu se aktivuje G-protein transducin. Ten aktivuje cGMP fosfodiesterázu, která rozkládá cGMP na otevřený GMP. Když však v tyčinkách není cGMP, dojde k uzavření sodíkových iontových kanálů, a tak dochází k hyperpolarizaci membrány. To inhibuje synapse na tyčinkových buňkách a vede to k zastavení produkce jistých neurotransmiterů. Jejich nedostatek způsobí depolarizaci membrány nervových buněk v sítnici a vznik akčního potenciálu v očním nervu. Následně dojde k dodání této informace do mozku.[1][2]

Poté (bez přidávání energie fotonem) probíhá zpětná reakce vzniku rodopsinu: all-trans retinal se mění za pomoci retinal izomerázy na 11-cis retinal, který se váže se skotopsinem a vzniká opět rodopsin. Zpětná syntéza na rodopsin je zapříčiněna nedostatkem světla (přechod ze světla do tmy).

Vitamín A

Zpětná přeměna all-trans retinalu na 11-cis retinal probíhá lépe za přítomnosti vitamínu A1 (retinol). Vitamín A1 se také syntetizuje z retinalu (= aldehyd vitamínu A1), který vzniká při rozpadu rodopsinu. Při nedostatku vitamínu A1 se špatně zpětně produkuje rodopsin, což se může projevit šeroslepostí (hemeralopie). Z toho vyplývá, že staré moudro našich babiček „Jez mrkvičku, abys dobře viděl,“ má pravdivý základ[3][4].

Výskyt

Rodopsin se vyskytuje v tyčinkových buňkách všech obratlovců a některých bezobratlých (hlavonožců a některých členovců).

U člověka je obsažen v membráně disků, kterých je v tyčince až 2000; v tyčince je asi 100 milionů molekul rodopsinu. Rodopsin absorbuje světlo v celé oblasti viditelného světla s maximem okolo 505 nm.[5]

Kanálové rodopsiny vyskytující se u zelených řas se liší svým účelem – fungují jako světlem řízené transmembránové kationtové kanály regulující např. vnitrobuněčnou kyselost.

Příbuzné látky se vyskytují i u prokaryot, často s odlišnou funkcí: bakteriorodopsin, proteorodopsin a xanthorodopsin jsou transmembránovými protonovými pumpami zajišťujícími fototrofii, halorodopsin je světlem aktivovanou transmembránovou chloridovou pumpou (u archeí skupiny Halobacteria),[1] senzorické rodopsiny řídí fototaxi (pohyb směrem od zdroje nebo ke zdroji světla) a jejich funkce je tak nejbližší funkci rodopsinu živočichů, xenorodopsin slouží pravděpodobně jako ochranný pigment.[6]

Objevitel rodopsinu

Rodopsin objevil a popsal německý anatom Heinrich Müller v roce 1851.[7][8]

Odkazy

Reference
  1. SMITH, C. U. M. Elements of Molecular Neurobiology. 3. vyd. Chichester: John Wiley & Sons, 2002. ISBN 0-470-84353-5.
  2. MURRAY, Robert K., Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper's Illustrated Biochemistry. [s.l.]: Lange Medical Books/McGraw-Hill; Medical Publishing Division, 2003. ISBN 0-07-138901-6.
  3. Rhodopsin. In: Hemeralopie. In: Velký lékařský slovník. ©1998–2017 [cit. 23. 9. 2017]. Dostupné z: http://lekarske.slovniky.cz/pojem/hemeralopie
  4. Rhodopsin. In: KROUPOVÁ, Kateřina a kol. Slovník speciálněpedagogické terminologie: vybrané pojmy. Praha: Grada, 2016, s. 80–81. Edice Pedagogika. ISBN 978-80-247-5264-8.
  5. Rhodopsin. In: Velký lékařský slovník. ©1998–2017 [cit. 23. 9. 2017]. Dostupné z: http://lekarske.slovniky.cz/pojem/rhodopsin
  6. UGALDE, Juan A.; PODELL, Sheila; NARASINGARAO, Priya, ALLEN Eric E. Xenorhodopsins, an enigmatic new class of microbial rhodopsins horizontally transferred between Archaea and Bacteria. S. 1–20. Biology Direct [online]. 10. říjen 2011 [cit. 2011-10-13]. Svazek 6, čís. 52, s. 1–20. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2011-11-18. PDF . ISSN 1745-6150. DOI 10.1186/1745-6150-6-52. (anglicky)
  7. Who named it http://www.whonamedit.com/doctor.cfm/2564.html
  8. Who http://mw1.meriam-webster.com/medical/mullerian%5B%5D


Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.