Опсины колбочек

Путем химических исследований экстрактов сетчатки было показано, что зрительные пигменты представляют собой соединения, у которых хромофор каротиноидной природы прикреплен к белку. Типичный пигмент родопсин (зрительный пурпур) содержит 11-чис-ретиналь в качестве каротиноидного хромофора и белок опсин. Рис. 8.11 показывает родство между рети-налем, ретинолом (витамином А) и -каротином. Животные синтезируют ретинол из каротиноидов растительного происхождения, а ретиналь получается в сетчатке при ферментативном окислении ретинола, Опсин является окрашенным белком, найденным исключительно в палочках фотопсин обнаружен в колбочках при связывании с ретиналем образует иодопсин). Опси- [c.238]

Гены родопсина и опсина колбочек сетчатки (цветное зрение) [c.313]

Родопсин состоит из белка опсина (рис. 1.16) и связанного е ним хромофора, являющегося альдегидной формой витамина Л (ретиналем) соотношение этих составных частей в молекуле родопсина 1 1. У наземных и морских позвоночных, которые приспособились к различным условиям освещенности окружающей пх среды, имеются различные хромофоры, обозначаемые как ретиналь I и ретиналь II (рис. 1.2). И палочки, и колбочки, несмотря на разные спектры поглощения (рис. 1.3), содержат, однако, в своем родопсине один и тот же ретиналь, различия в спектрах обусловлены белковым компонентом. С помощью своей альдегидной группы ретиналь образует шиффово основание с е-аминогруппой лизинового остатка опсина и, таким образом, ковалентно связывается с этим белком. Главная стадия фоторецепции состоит в использовании поглощенной световой энергии для изомеризации ретиналя 1 мс-ретиналь (рис. [c.10]

В сетчатке глаза имеются специализированные фоторецепторные клетки двух типов — палочки и колбочки. Наибольшей светочувствительностью обладают палочки, колбочки обеспечивают цветовое зрение. Наружные сегменты палочек содержат уплощенные замкнутые мембранные пузырьки — диски, уложенные в стопку. Диски богаты белком опсином. Опсин способен связываться с 11-цис-ретиналем, [c.59]

Большинство форм дальтонизма (цветовой слепоты) обусловлено сцепленной с полом рецессивной мутацией. Около 1% мужчин не видят красного цвета, около 2%-зеленого. Как показали спектральные исследования, проведенные на интактном глазе, у этих людей либо совсем отсутствуют фоторецепторные молекулы, воспринимающие красный или зеленый цвет, либо имеется измененный пигмент со сдвинутым спектром поглощения. Таким образом, дальтонизм обусловлен отсутствием или дефектом одного из типов опсина в колбочках. [c.348]

Известны и другие, родственные родопсину зрительные пигменты. Опсины колбочек в комплексе с 11-цис-ретиналем называют порфи-ропсинами обычно они поглощают свет с несколько большими длинами волн, чем родопсин . У отдельных пресноводных видов хромофором зрительных пигментов (иодопсинов) является 3-дегидроретнналь. Положение максимума поглощения зрительных пигментов зависит как от природы связанного альдегида, так и от природы белка, причем последний оказывает больший эффект (табл. 13-3). Таким образом, ре-тинальсодержащие пигменты поглощают свет в широком диапазоне длин волн, охватывающем интервал 467—528 нм (18 900—21 400 см ). [c.64]

Итак, для нормального зрения человека необходим биосинтез четырех различных белков опсина палочек, красного , зеленого и синего опсинов колбочек. Первичная структура их закодирована в четырех генах, два из которых ( красный и зеленый ) локализованы в женской Х-хромосоме. Следует подчеркнуть, что восприятие цветов и их оттенков является функцией всего зрительного анализатора и прежде всего головного мозга, а не только колбочек сетчатки. [c.147]

Зрительный процесс начинается с поглощения света хромофорами палочек и колбочек сетчатки глаза. Происходящие при этом молекулярные события описываются циклом Вальда — последовательностью реакций обесцвечивания и регенерации родопсина. Родопсин состоит из 11-цис-ретиналя, образующего основание Шиффа с опсином — белком с Л141000. Свет вызывает изомеризацию 11-г с-ретиналя до полностью-транс-рети- [c.33]

Опсин колбочек отличается высокой нестабильностью, и это делает возможным его конформационные перестройки даже под влиянием относительно мягких воздействий. Например, обычные температурные сдвиги сопровождаются значительными (до 20 нм) смещениями максимума спектра поглощения иодопсина. [c.149]

В колбочках, обеспечивающих цветовое зрение, обнаружено три пигментных белка, поглощающих свет разных областей спектра — синей, зеленой и красной (максимумы поглощения при длинах волн 430, 540 и 575 нм соответственно). По-видимому, частью, улавливающей свет, во всех трех белках является также 11-цис-ретиналь, а чувствительность к свету с различной длиной волны определяется белками (опсинами), с которыми он соединен. Наследственные нарушения цветового зрения (дальтонизм) связаны с дефектами того или иного опсина колбочек. [c.549]

В структурном отношении пигменты колбочек сходны с родопсином палочек и представляют собой комплексы 11-цис-ретинальдегидного хромофора с опсином. Различия в их максимумах поглощения света обусловлены различиями в конформации опсина и во вторичном связывании хромофора. Пигменты колбочек выделить гораздо труднее, чем родопсин палочек, и потому детали их структуры и промежуточные продукты соответствующих циклов превращения выяснены менее подробно. Полагают, что механизмы фотообесцвечивания, регенерации пигмента и формирования нервного импульса, которые имеют место при колбочковом зрении, в принципе сходны с соответ- [c.319]

Зрительный пигмент колбочек (они ответственны за цветовое зрение)-иодопсин в качестве хромофора также содержит остаток ретиналя. Однако его белковый компонент отличается от опсина палочек. Иодопсин претерпевает превращения, сходные с превращениями Р. [c.273]

Следует отметить, что подобные зрительные циклы имеют место как в палочках, так и в колбочках. Показано, что сетчатка содержит 3 типа клеток-колбочек, каждый из которых наделен одним из трех цветочувствительных пигментов, поглощающих синий, зеленый и красный свет соответственно при 430, 540 и 575 нм. Оказалось, что все 3 пигмента, получившие название иодопсинов, также содержат 11-г<ис-ретиналь, но различаются по природе опсина (колбочные типы опсина). Некоторые формы цветовой слепоты (дальтонизм) вызваны врожденным отсутствием синтеза одного из 3 типов опсина в колбочках или синтезом дефектного опсина (люди не различают красный или зеленый цвет). [c.212]

Внутри рецепторных мембран находится поглощающий свет фоточувствительный пигмент, который играет основную роль в первичном улавливании света. Обычно у животных имеется несколько зрительных пигментов (у человека, например, четыре) причем в палочках и колбочках обнаруживаются разные пигменты. Каждый индивидуальный зрительный пигмент характеризуется своей величиной Ятах. Эти величины для разных зрительных пигментов находятся в диапазоне между 345 гг 620 нм, что обеспечивает максимальную чувствительность глаза к свету в этом диапазоне. Все известные зрительные пигменты (а их довольно много) имеют очень сходную структуру. Молекула любого пигмента представляет собой липопротеин, связанный с небольшим хромофором. Во всем животном царстве найдены лишь две очень сходные хромофорные группы. Небольшие различия в структуре и конформации липопротеинов (опсинов) лежат в основе значительных вариаций величин ,тах. [c.303]

Витамин А в организме осуществляет разнообразные функции. Вскоре после открытия была установлена его необходимость для нормального роста, а также для процесса сперматогенеза. В дальнейшем было показано, что витамин А необходим для нормального эмбрионального развития, а его окисленная форма — ретиноевая кислота — контролирует ростовые процессы. Биохимическая основа действия витамина А чаще всего связана с влиянием на проницаемость клеточных мембран. С помощью радиоизотопной техники было установлено также, что витамин А сорбируется на мембранах эндоплазматического ретикулума, влияя на созревание и транспорт секреторных белков. Велика роль витамина А в фотохимических процессах зрения. В зрительном акте можно вьщелить изменение конформации пигментов под действием кванта света, формирование нервного импульса, а также релаксацию пигмента в исходное состояние. Пигмент, состоящий из ретиналя и белка опсина, называется родопсином, при замене ретиналя на гидроретиналь образуется порфиро-псин. Пигменты локализованы в колбочках, расположенных в мембране сетчатки. При фотохимической реакции происходит поглощение квантов свето- [c.96]

Ретиналп служат хромофорными группами зрительных пигментов, содержащих липопротеины, именуемые опсинами. Опси-ны колбочек и палочек разнятся. Соответственно возникают [c.470]

Колбочки, являющиеся рецепторами цветового зрения, устроены значительно сложнее, чем палочки, но механизм их действия в принципе такой же. Мы уже упоминали, что колбочки и палочки содержат одинаковый хромофор. Различия в спектрах поглощения (рис. 1.3) обусловлены строением опсинов, с которыми связан ретиналь. О структуре этих белков в колбочках известно еще меньше, чем об опсине палочек. Предполагается, что они закодированы в различных генах и могут, следовательно, иметь различные аминокислотные последовательности. Это подтверждается тем фактом, что цветовая слепота (дальтонизм) имеет рецессивный наследственный характер и связана с полом. Около 1% мужчин не различают красный цвет и 2% —зеленый, тогда как у женщин дальтонизм встречается значительно реже. Все три типа колбочек имеют и морфологические отличия от палочек. Помимо того что колбочки конические по форме, они отличаются от палочек и по структуре своих дисковых мембран, которые у них представляют собой не отдельные органеллы, а просто впячивания плазматической мембраны, т. е. плазматические и дисковые мембраны образуют континуум. Эти отличия колбочек учтены в модели фоторецепции Хагинса (рис. 1.7а, справа) связь между поглощением света и закрыванием натриевых каналов здесь опять-таки осуществляет кальций, который [c.19]

Синтез Р. (правильнее ресинтез) в сетчатке зависит, в п-ервую очередь, от окисления витамина А до ретиналя и соединения его с опсином. В сетчатке синтезу Р, способствует миграция витамина А в палочку и колбочку из пигментного эпителия и последующее окисление дыхательными ферментамп и кислородом крови. Цикл чмс-транс-изомеризации является специфическим для системы зрительных пигментов. Установлено, что в пигментном эпителии имеется ре-тиненовая изомераза, участвующая в этом цикле. Кроме того, (нео- )-11-1(мс-форма витамина А может поступать также из крови. Комбинация 11-г ис-рети-наля с опсином является спонтанной реакцией, ход к-рой необратим в темноте и не нуждается в ферментных системах. Освобождающаяся энергия затрачивается на окисление витамина А до ретиналя, [c.348]

Имеются также два вида протеинов, называемых опсинами, из которых один находится в палочках, а другой — в колбочках сетчатки глаза. Комбинации двух ретиненов с двумя опсинами дают пигменты, участвующие в процессе зрения родопсин, порфиропсин, иодопсин. [c.106]

Уже давно было установлено, что чувствительные к свету клетки сетчатки глаза (палочки и колбочки) содержат вещество или вещества, изменяющиеся под действием света. Еще в 1877 г. Болл наблюдал обесцвечивание сетчатки лягушки при ее освещении. Сетчатка, вначале ярко-красная, желтеет и в конце концов становится совершенно бесцветной. Красное вещество в палочках животных было названо зрительным пурпуром, или родопсином. В 1933 г. Уолд установил, что родопсин состоит из бесцветного белка опсина и окрашенного вещества, которое позднее было названо ретиналем. Рети-наль образуется из витамина А в результате удаления двух атомов водорода из конечной группы СН2ОН [c.323]

В настоящее время известно несколько зрительных пигментов. Наиболее изучен среди них родопсин, который присутствует в палочках глаз земных позвоночных животных и морских рыб (Я,макс 498 нм). Зрительный пигмент палочек пресноводных рыб — порфиропсин — характеризуется Хмакс 522 нм. Из колбочек сетчатки глаза цыпленка выделен иодопсин (1макс 562 нм) в колбочках кальмара и краба найден циан-опсин (Ямакс 620 нм). Очень интересен факт обнаружения пигмента типа родопсина в бактериях, который назван бактериородопсином (Ямакс 570 нм) [85]. [c.181]

Большая часть зрительных пигментов содержится в наружных члениках палочек и колбочек, которые можно отделить от остальной части сетчатки путем мацерирования и разделения центрифугированием в растворе сахарозы. При этом пигменты часто выделяются в виде комплексов с дигитонином. Последние состоят из белка, связанного с простетической группой. Окрашенные пигменты в результате освещения могут совершенно выцвести и разложиться на белковый компонент и желтый ненасыщенный альдегид. Собирательное название первого—опсин выделенный из родопсина палочек опсин называется скотопсином. Выделенный из родопсина альдегид называется ретиненом. По оценке Хаббарда, основанной на значении коэффициента поглощения для родопсина (40 600 при 5000 А), пигмент палочек составляет приблизительно 20% всей массы белка его молекулярный вес—40 ООО. [c.184]

Сетчатка глаза человека содержит рецепторные клетки двух типов — палочки и колбочки. Палочки отличаются большой светочувствительностью всего пяти квантов света достаточно, чтобы вызвать нервный импульс. Палочки предназначены для зрения при малой освещенности и дают черно-белую картину. Колбочки обеспечивают цветовое зрение. Существует три вида колбочек — чувствительные к синей, зеленой или красной областям спектра. Хромофором, воспринимающим свет в палочках сетчатки, является хромопротеин родопсин, или зрительный пурпур. Опсиновый белок в действительности является сложным комплексом собственно белка — опсина, липидов и углеводов, но термин опсин применяют как к белковой части, так и к комплексу в целом. Опсины, выделенные из сетчатки многих видов животных, представляют собой небольшие белки с молекулярной массой порядка 30 000—40 ООО. Почти у всех представителей животного мира зрительные пигменты в качестве хромофора содержат 11- < с-ретиналь (витамин А распространение 3,4-дегид-роретиналя (витамин Аг) ограничивается рядом пресноводных рыб и некоторыми видами земноводных. Родопсин находится в мембранных структурах — дисках, которые располагаются в палочке. Мембранные диски на 80 % состоят из родопсина, молекулы которого пронизывают [c.132]

Процесс зрительного восприятия возможен благодаря поглощению света зрительными пигментами, имеющими жромос )ор, молекулу П рс-ретиналя, ковалентно связанную в форме ши юва осно-ванпя с остатком лизина апопротеина (онсина). Опсин, гидрофобный трансмембранный белок, содержится в дискообразных мембранах, находящихся в клетках двух типов, названных в соответствии со своей формой колбочками и палочками. В сетчатке глаза человека находится примерно 3-10 колбочек и около 1 F палочек, которые связаны через биполярные клетки со зрительным нервом. [c.307]

Убедительные доказательства существования трех различных зрительных пигментов (иодопсинов) получены с помощью микроспектрофотометрии одиночных колбочек сетчатки глаза (рис. 28). Оказалось, что все исследованные колбочки обладали одним из трех возможных спектров поглощения с максимумами при 445, 535 и 570 нм. При этом три дискретных класса спектров поглощения колбочек обусловлены не различной природой хромофора, а структурными особенностями белковых частей зрительного пигмента — их опсинами. Существование трех типов колбочек подтверждается также электрофи- [c.146]

Хромофором в колбочках всех трех типов служит 11-цис-ретиналъ. В отсутствие белка протонированное шиффово основание имеет максимум поглощения при 380 нм. Следовательно, различные группировки на опсине оказывают значительное действие на хромофорные свойства связанного -цис-ретиналя. Зависимость спектральных свойств этого хромофора от белкового окружения-частное проявление общего принципа, а именно взаимодействие с белком оказывает модулирующее влияние на свойства простетической группы. Другой пример тому - функционирование гема в ка- [c.348]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология