Post on 10-Apr-2015
Biochemie vidění
Košťálová Eva
Krupička Tomáš
Vizuální přenos Zahrnuje 3 procesy :
fotochemický biochemický elektrický
Fotoreceptorové buňky oka jsou tyčinky a čípky.
Rhodopsin
fotosenzitivní pigment - zrakový purpur komplex proteinu opsinu a nízkomolekulárního
kovalentně navázaného barviva 11-cis-retinalu složená bílkovina: nebílkovinná část má absorpční funkci pro světlo
s vlnovou délkou 505 nm lipoprotein nerozpustný ve vodě patří mezi receptory spojující se s G proteinem
Rhodopsin
11-cis-retinal
11-cis-retinal je odvozen od vitaminu A. Rozštěpením beta-karotenu získáme 2 molekuly all-trans-retinolu
V pigmentové epiteliální vrstvě sítnice je enzym, který katalyzuje izomerizaci all-trans-retinolu na 11-cis-retinol
Oxidace 11-cis-retinolu na 11-cis-retinal a jeho vazba na opsin probíhá ve vnějším segmentu
Foton způsobí izomeraci 11-cis retinalu na all-trans retinal.
Izomerizace změní geometrii all-trans-retinalu
Jeho vazba s opsinem se posune asi o 0,5 nm
Po izomeraci se all-trans-retinal-odpojí
11-cis-retinal All-trans-retinal
CH3
O
CH3
CH3CH3CH3CH3
O
CH3
CH3CH3CH3
Foton způsobí rychlou konformační změnu rhodopsinu. Bathorodopsin se přemění na Lumirrhodopsin a ten na Metarhodopsin I. Další konformační změnou vzniká Metarhodopsin II – aktivní rhodopsin, který disociuje na opsin a na all-trans-retinal, který je enzymaticky přeměněn na all-trans-retinol za pomoci all-trans-retinol dehydrogenasy. Tyto reakce probíhají ve vnějším segmentu tyčinek.
Waldův cyklus
All-trans-retinol je hned transportován do pigmentového epitelu, kde ho specifická izomerasa konvertuje na 11-cis-retinol. Ten je transportován zpět do vnějšího segmentu tyčinek a reoxidován na 11-cis-retinal. Reakcí opsinu s 11-cis-retinalem vytvoří opět rhodopsin. Cyklus může začít znovu.
aktivní rhodopsin vytvoří komplex s transducinem (G-protein)
uvolnění alfa podjednotky z transducinu po vazbě GTP
Tato jednotka aktivuje fosfodiesterázu (PDE), která hydrolyzuje cGMP na 5 –GMP
cGMP působí na Na+ kanály a udržuje je v otevřeném stavu
Snížení cGMP uzavírá Na+ kanály a má za následek vznik hyperpolarizačního potenciálu
Hyperpolarizace vede ke vzniku receptorového potenciálu, snižuje uvolňování synaptického mediátoru a to generuje signál, který nakonec vede ke vzniku akčních potenciálů v gangliových buňkách
Tyto akční potenciály jsou vedeny do mozku
Stejný proces se odehrává i v případě čípků, které zajišťují barevné vidění.
Modrý pigment (maximum absorpce 440 nm) Zelený pigment (maximum absorpce 535 nm ) Červený pigment (maximum absorpce 565 nm) Fotoreceptory mají nepatrnou odlišnost v
bílkovinné složce - to způsobuje rozdíly v absorpci
Chromofor je stejný jako v tyčinkách = 11-cis-retinal
Použitá literatura
http://old.lf3.cuni.cz/chemie/ http://webvision.med.utah.edu/photo1.html Ledvina a kol: Biochemie pro studující
medicíny Ganong W: Přehled lékařské fyziologie
Děkujeme za pozornost