Структура родопсину
За хімічною структурою родопсин — це хромогликопротеид, до складу якого входять 3 компонента:
- хромофорная група;
- 2 олигосахаридные ланцюжка;
- водонерозчинний білок опсин.
Як хромофорной групи виступає альдегід вітаміну А-ретиналь), який знаходиться в 11-цисформе. Це означає, що довга частина ланцюжка ретиналю вигнута і скручена з утворенням нестабільною конфігурації.
В просторовій організації молекули родопсину виділяють 3 домену:
- внутримембранный;
- цитоплазматичний;
- внутридисковый.
Хромофорная група розташований у внутримембранном домені. Її зв’язок з опсином здійснюється через Шиффово основу.
Схема фотопревращения
Механізм фотопревращения пігменту родопсину під дією світла заснований на реакції цис-транс-ізомеризації ретиналю — тобто на конформационном переході 11-цис-форми хромофорной групи в випрямлену транс-форму. Цей процес здійснюється з величезною швидкістю (менше 0,2 пикосекунды) і активує ряд подальших перетворень родопсину, які відбуваються вже без участі світла (темнова фаза).
Утворюється під дією світлового кванта продукт називають фотородопсином. Його особливість у тому, що транс-ретиналь ще пов’язаний з поліпептидного ланцюгом опсина.
Від завершення першої реакції до кінця темнової фази родопсин послідовно зазнає наступний ряд перетворень:
- фотородопсин;
- батородопсин;
- люмиродопсин;
- метародопсин Ia;
- метародопсин Ib;
- метародопсин II;
- опсин і повністю-транс-ретиналь.
Ці перетворення супроводжуються стабілізацією, отриманої від світлового кванта енергії, і конформационной перебудовою білкової частини родопсину. В результаті хромофорная група остаточно відокремлюється від опсина і тут же видаляється з мембрани (транс-форма володіє токсичною дією). Після цього запускається процес регенерації пігменту у вихідне стан.
Регенерація родопсину відбувається завдяки тому, що за межами мембрани транс-ретиналь знову набуває цис-форму, а потім повертається назад, де знову утворює з опсином ковалентную зв’язок. У хребетних відновлення має характер ферментативного ресинтезу і відбувається з витратою енергії, а у безхребетних здійснюється за рахунок фотоизомеризации.
