レチナ-ル蛋白質の光励起によるレチナ-ル立体異性体識別機構と機能発現

视网膜立体异构体辨别机制及视网膜蛋白光激发功能表达

• 批准号: 03236228
• 负责人: 徳永 史生
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03236228/
• 关键词: レチナ-ル蛋白質; レチノクロム; 光異性化; ラマン散乱; ロドプシン; バクテリオロドプシン; 視物質

視物質は光を吸収して励起状態になり、その緩和過程で11シス型発色団を全トランス型に特異的に異性化する。遊離の11シスレチナ-ルを光照射した時にもこの異性化が起こるが、この量子収率は視物質に比べて低い。視物質を機能させるためには11シス型のレチナ-ルが必要であるが、イカ等の軟体動物は、全トランスレチナ-ルを、光のエネルギ-を利用した励起状態を通して特異的に11シス型に異性化するレチノクロムを持っている。レチノクロムは全トランス型だけでなく、9シス型、13シス型のレチナ-ルも光で11シス型に特異的に変化させる。そして得られた11シス型レチナ-ルを視物質に供給している。レチノクロム内部での発色団の構造を知るためにレチノクロムの共鳴ラマン散乱の測定を行い、ロドプシンやバクテリオロドプシンのデ-タと比較した。室温で488nmの光をプロ-ブとして水中と重水中で測定した。このスペクトルはプロ-ブ光が強く、レチノクロムとその光産物であるメタレチノクロムとが光平衡に達した状態のものと見做される。デ-タは11シス型のプロトン化シッフ塩基のモデル化合物のパタ-ンと似ていた。ラマン散乱測定後、試料からレチナ-ルを抽出してその異性体組成をHPLCで調べたところ、70%が11シス型であった。メタロドプシン中のレチナ-ルは遊離の11シス型に近い。1640cmのピ-クは重水中で1626cm^<-1>に移行するので、プロトン化したシッフ塩基のC=N由来のピ-クである。レチノクロム中のレチナ-ルはロドプシンと同様プロトン化したシッフ塩基結合で結合していることが明かとなった。多くの場合レチナ-ルプロトン化シッフ塩基は1650cm^<-1>付近にピ-クを示す。レチノクロムの場合は1640cm^<-1>でやや低波数にあり、結合エネルギ-が少し小さく、結合が比較的弱いことを示している。これはレチノクロムの視物質に対する発色団供給の機能において都合がよいと思われる。

See material は light を 収 し て in excitation state に な り, そ の detente process で 11 シ ス type 発 color 団 を full ト ラ ン ス type に specific subjects に す る. When free <s:1> 11シスレチナ- を を light is used to irradiate <s:1> た, the に <s:1> <s:1> anisotropic が occurs, and the quantum yield of <s:1> るが and <e:1> is <s:1> lower than that of べて depending on the apparent matter に. Function of visual material を さ せ る た め に は 11 シ ス type の レ チ ナ - ル が necessary で あ る が, イ カ の such as mollusks は, whole ト ラ ン ス レ チ ナ - ル を, light の エ ネ ル ギ - を using し た excitation state を tong し て specific に 11 シ ス type subjects に す る レ チ ノ ク ロ ム を hold っ て い る. レ チ ノ ク ロ ム は full ト ラ ン ス type だ け で な く, 9 シ ス type, 13 シ ス type の レ チ ナ - ル も light で 11 シ ス type に specific に variations change さ せ る. 11 シ そ し て have ら れ た ス type レ チ ナ - ル を depending on material supply に し て い る. レ チ ノ ク ロ ム internal で の 発 color 団 の tectonic を know る た め に レ チ ノ ク ロ ム の resonance ラ マ ン scattered の determination を い, ロ ド プ シ ン や バ ク テ リ オ ロ ド プ シ ン の デ - タ と compare し た. Room temperature で 4880 nm <s:1> light をプロ-ブと <s:1> て water と heavy water で determination た た. こ の ス ペ ク ト ル は プ ロ - strong が く ブ light, レ チ ノ ク ロ ム と そ の light product で あ る メ タ レ チ ノ ク ロ ム と が light balance に da し た state の も の と see do さ れ る. Type デ - タ は 11 シ ス の プ ロ ト ン change シ ッ フ salt base の モ デ ル compound の パ タ - ン と like て い た. ラ マ ン scattered after the determination, sample か ら レ チ ナ - ル を spare し て そ の straight body composition を HPLC で adjustable べ た と こ ろ, 70% が 11 シ ス type で あ っ た. In メタロドプシ <e:1>, there is a レチナ- レチナ に free <s:1> 11シス type に close to メタロドプシ. 1640 cm の ピ - ク で は heavy water 1626 cm ^ < 1 > に transitional す る の で, プ ロ ト ン change し た シ ッ フ salt base の C = N origin の ピ - ク で あ る. In レ チ ノ ク ロ ム の レ チ ナ - ル は ロ ド プ シ ン と with others プ ロ ト ン change し た シ ッ フ salt base combining で し て い る こ と が Ming か と な っ た. In many く <s:1> cases レチナ- レチナ プロト プロト socialization シッフ base レチナ 1650cm^<-1>, it is close to にピ- を を to show す. レ チ ノ ク ロ ム の occasions は 1640 cm ^ < 1 > で や や low wave number に あ り, combined エ ネ ル ギ - less が し さ く, compared with が weak い こ と を shown し て い る. こ れ は レ チ ノ ク ロ ム の visual material に す seaborne る 発 color 団 supply の function に お い て all match が よ い と think わ れ る.

项目成果

Iwasa;T.,Nakajima,K.;Takao,M.and Tokunaga,F.: "Lightーdependent protonmovement and photointermediates on bacteriorhodopsin photccycle." Sci.Rep.Tohoku Univ.11. 229-237 (1991)

Iwasa；T.，Nakajima，K.；Takao，M. 和 Tokunaga，F.：“细菌视紫红质光循环中的光依赖性质子运动和光中间体。”Sci.Rep.Tohoku Univ.11（1991）。

Kataoka,M.;Sato,N.;Hamanaka,T.;Amemiya,Y.and Tokunaga,F.: "Properties of disorder induced in the purple membrane strucutre by iodination." Sci.Rep.Tohoku Univ.11. 239-250 (1991)

Kataoka，M.；Sato，N.；Hamanaka，T.；Amemiya，Y. 和 Tokunaga，F.：“碘化引起的紫色膜结构紊乱的特性。”

徳永 史生: "バクテリオロドプシンの構造モデル" 化学. 46. 438-439 (1991)

Fumio Tokunaga：“细菌视紫红质的结构模型”化学 46. 438-439 (1991)

Sekiya,N.;Kishigami,A.;Naoki,H.;Chang,C.ーW.;Yoshihara,K.;Hara,R.;Hara,T.and Tokunaga,F.: "Fourier transform infrared spectroscopic study of retinochrome and its primary photoproduct lumiretinochrome." FEBS Lett.280. 107-111 (1991)

Sekiya，N.；Naoki，H.；Chang，C.-W.；Hara，T. 和 Tokunaga，F.：“ FEBS Lett.280。107-111 (1991)

久富 修,徳永 史生: "PCR法の実際と視物質遺伝子のクロ-ニング" 生物物理. 31. 161-163 (1991)

Osamu Hisatomi、Fumio Tokunaga：“实用 PCR 方法和视觉材料基因的克隆”生物物理学 31. 161-163 (1991)。