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retinal protein formed by the action of light on rhodopsin

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2019/05/24 09:11:28」(JST)

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ロドプシン (英語: Rhodopsin)、は脊椎動物の光受容器細胞に存在する色素である。視紅（しこう）とも呼ばれる。

概要

ロドプシンは網膜において光受容器細胞の形成と光の認識の初期段階を司る。Gタンパク結合受容体ファミリーに属しているため、光に敏感であり、夜間視力はこの物質のおかげで成り立つ。光を浴びると即座に退色し、その回復にヒトの場合は約30分かかる。

ロドプシンは2つの部分から成っている。オプシンと呼ばれるタンパク質部分と、可逆的に共有結合をつくる補因子のレチナール（レチンアルデヒド）である。オプシンは7本のらせんが束になって膜を貫通し、中心のポケット内にクロモフォア（色中心）のレチナールが結合する。レチナールは網膜でビタミンAから作られる。そのため、ビタミンAが欠乏すると暗部の視力低下に繋がる（夜盲症）。

11-シス-レチナール (11-cis-retinal) が光によりオールトランスレチナール (all-trans-retinal) へ異性化するとオプシンは構造変化を起こし、会合しているGタンパク質を活性化させセカンドメッセンジャーカスケードを引き起こす。

ロドプシンが視神経に信号を伝えるのは、次の網膜でのメカニズムによる。βカロテンが鎖の真ん中で切断されると、二つのトランス型のレチノールというアルコール型のビタミンAが生成する。レチノールは酸化されてレチナールというアルデヒドになる｡このトランス型のレチナールを､シス型のレチナールに変化させ、オプシンに収納される。この状態が､ロドプシンである｡

ロドプシンへ光が当たるとシス型のレチナールが安定なトランス型に戻り、トランス型レチナール分子は､オプシンに収まらず､はずれてしまう｡この変化が細胞の中に伝えられ､化学的に増幅されて､光が当たった､という信号となって視神経に伝えられる｡トランス型レチナールは､再びイソメラーゼの働きでシス型に折り曲げられてオプシンに収納される。やがてレチナールは消耗するので､不足した分は､レチノールから酸化して補われる｡

このため、網膜にはレチノールをレチナールに酸化するためのアルコール脱水素酵素が豊富に存在する｡そのため､メタノールを飲んだ場合には､網膜でホルムアルデヒドが大量に作られ、ホルムアルデヒドの毒性で視細胞が死に､失明することになる^[5]｡

桿体細胞にあるロドプシンは緑青色の光を最も吸収するので赤紫色に見えるのが視紅と呼ばれる所以である。そのために暗所での視界はモノクロに見える。

ヒトのロドプシン（点線）と3つのフォトプシンの平均吸収スペクトル。

これと近縁なオプシンに、アミノ酸がわずかに異なり最大吸収波長が違うフォトプシン (photopsin) というグループが存在する。これらの色素は網膜の異なるタイプの錐体細胞に見られ、色覚の元となる。ヒトはロドプシンと他に最大吸収波長が黄緑 (photopsin I)、緑 (photopsin II)、青紫 (photopsin III) の3つのオプシンを持つ。

古細菌の中には光合成を引き起こすバクテリオロドプシンと呼ばれるプロトンポンプを発現するものがある。ロドプシンと同様に、バクテリオロドプシンもレチナールを持ち、7つの膜貫通αヘリックスを持つがGタンパクとは結合しない。また藻類は独自の光ゲートイオンチャンネルを含んだチャネルロドプシン2と呼ばれるオプシンを持つことが知られている。

脚注

^ ^a ^b ^c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000163914 - Ensembl, May 2017
^ ^a ^b ^c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000030324 - Ensembl, May 2017
^ "Human PubMed Reference:".
^ "Mouse PubMed Reference:".
^ 「続・身のまわりの毒」Anthony　T.Tu著、東京化学同人、1993年

外部リンク

ロドプシン - 脳科学辞典
Rhodopsin and the eye, an excellent summary with pictures.
Rhodopsin - Light Receptor
蛋白質構造データバンク今月の分子147:ロドプシン（Rhodopsin）

UpToDate Contents

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1. ビタミンAの概要 overview of vitamin a

Japanese Journal

新進気鋭シリーズ第49回日本生物物理学会年会若手招待講演 Gタンパク質共役受容体オプシンとその構成的活性化変異体の構造ダイナミクス

塚本寿夫
生物物理 54(2), 111-113, 2014-04
NAID 40020062579

Gタンパク質共役受容体オプシンとその構成的活性化変異体の構造ダイナミクス

塚本寿夫
生物物理 54(2), 111-112, 2014
NAID 130003391412

B-35 霊長類網膜および脳におけるオプシン発現部位の解析

七田芳則,山下高廣,大内淑代
霊長類研究所年報 43, 102-102, 2013-11-13
NAID 120005357164

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★リンクテーブル★

リンク元	「網膜」「ビタミンA」「ロドプシン」

「網膜」

RHO
PDBに登録されている構造
PDB	オルソログ検索: RCSB PDBe PDBj
PDBのIDコード一覧
	4ZWJ, 5DGY
識別子
記号	RHO, CSNBAD1, OPN2, RP4, rhodopsin, Rhodopsin, visual purple
外部ID	OMIM: 180380 MGI: 97914 HomoloGene: 68068 GeneCards: RHO
遺伝子の位置 (ヒト)
染色体	3番染色体 (ヒト)
終点	129,535,169 bp
遺伝子の位置 (マウス)
染色体	6番染色体 (マウス)
終点	115,940,036 bp
RNA発現パターン
	; ;
	さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー
分子機能	• signal transducer activity; • metal ion binding; • photoreceptor activity; • 血漿タンパク結合; • G-protein coupled receptor activity; • 11-cis retinal binding; • G-protein coupled photoreceptor activity;
細胞の構成要素	• Golgi-associated vesicle membrane; • ゴルジ体; • Golgi membrane; • photoreceptor outer segment; • cell-cell junction; • integral component of plasma membrane; • membrane; • photoreceptor inner segment; • ciliary membrane; • 細胞膜; • photoreceptor inner segment membrane; • photoreceptor outer segment membrane; • integral component of membrane; • photoreceptor disc membrane; • cell projection;
生物学的プロセス	• retina development in camera-type eye; • sensory perception of light stimulus; • シグナル伝達; • 刺激への反応; • detection of light stimulus; • absorption of visible light; • cellular response to light stimulus; • protein phosphorylation; • response to light stimulus; • regulation of rhodopsin mediated signaling pathway; • retinoid metabolic process; • phototransduction; • phototransduction, visible light; • photoreceptor cell maintenance; • 視覚; • protein-chromophore linkage; • G-protein coupled receptor signaling pathway; • rhodopsin mediated signaling pathway;
	出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
	6010
	212541
	ENSG00000163914
	ENSMUSG00000030324
	P08100
	P15409
	NM_000539
	NM_145383
	NP_000530
	NP_663358
	ウィキデータ
閲覧/編集ヒト	閲覧/編集マウス

　　[★]

英: retina
関: 眼、眼球

図：SP.275,

組織学

10層よりなる (SP.275)

構造	層		細胞体
脈絡膜
網膜
1	色素上皮層		色素上皮細胞	pigment epithelium cell
2	杆体錐体層	rod and cone layer
3	外境界膜
4	外顆粒層	outer nuclear layer	視細胞	photoreceptor
5	外網状層	outer plexiform layer
6	内顆粒層	inner nuclear layer	双極細胞	bipolar cell
			水平細胞	horizontal cell
			アマクリン細胞	amacrine cell
7	内網状層	inner plexiform layer
8	神経節細胞層	ganglion cell layer	神経節細胞	ganglion cell
9	神経線維層	optic nerve fiber layer
10	内境界膜