オプシン
英訳・(英)同義/類義語：opsin, rodopsine
光受容タンパク。動物の網膜に存在するが、光合成細菌（バクテリオロドプシン）ニモ類似タンパクが存在し、光合成に機能する。
| 酵素タンパク質モチーフなど： | エンドヌクレアーゼ オキシトシン オキシドレダクターゼ オプシン オリゴペプチド オルニチンデカルボキシラーゼ オーストラリア抗原 |
オプシン
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/02/25 13:32 UTC 版)
オプシン（英語: Opsin）とは、動物の網膜などにある光感受性Gタンパク質共役受容体で視覚や体内時計の光調節などを担っている[1]。視覚物質中のたんぱく質部分の総称[2]。発色団（一般的にはレチナール）と結合し、ロドプシン（視紅）となる[2]。
構造と機能
オプシンは光を検知し、動物がものを見ることを可能にしている分子である。オプシンは化学受容体の一種であるGタンパク質共役受容体（GPCR）[3][4]に分類され、7つの膜貫通型ドメインからなる活性部位でリガンドと結合する[5][6]。オプシンのリガンドはビタミンAベースの発色団11-シス-レチナールであり[7][8][9][10][11]、シッフ塩基を介して第7膜貫通型ドメイン[12][13][14]のリシン残基[15]と共有結合する[16][17]。しかし、11-シス-レチナールはオプシンの活性部位に結合するのみで、活性化を引き起こすことはなく、 11-シス-レチナールが光子を吸収することにより、受容体活性化型の全トランス-レチナールに異性化することによりはじめてオプシンの配座が変化し[18][19][20][21]、 光伝達カスケードが活性化される[22]。このように、オプシンは化学受容体としてではなく光受容体としてはたらく。
脊椎動物の光受容細胞では、全トランス-レチナールは解離し、網膜上皮細胞から供給される新しく合成された 11-シス-レチナールに置換される。11-シス-レチナール（ビタミンA1）の他にも、11-シス-3,4-ジデヒドロレチナール(ビタミンA2)も、淡水魚などの脊椎動物ではみられる[21]。A2 結合型オプシンはA1結合型と比べて吸収スペクトルのλmaxがずれる[23]。
脚注
- ^ “無脊椎動物由来の光受容タンパク質を利用した、特定の細胞応答を選択的に光でコントロールできる「精密バイアス光操作ツール」の開発”. 神戸大学. 2024年6月16日閲覧。
- ^ a b 「オプシン」。
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- ^ a b “Molecular basis of visual excitation”. Science 162 (3850): 230–239. (October 1968). Bibcode: 1968Sci...162..230W. doi:10.1126/science.162.3850.230. PMID 4877437.
- ^ “Evolution and diversity of opsins”. Wiley Interdisciplinary Reviews: Membrane Transport and Signaling 1 (1): 104–111. (January 2012). doi:10.1002/wmts.6.
- ^ “Spectral tuning of deep red cone pigments”. Biochemistry 47 (16): 4614–4620. (April 2008). doi:10.1021/bi702069d. PMC 2492582. PMID 18370404.
関連項目
- ビジュアルサイクル（レチノイドサイクル）
- 光信号の伝達
オプシン
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/15 05:38 UTC 版)
オプシンは、目の網膜にある視細胞に存在するタンパク質であり、レチナールに結合する視覚色素である。オプシンは、7つの膜貫通αヘリックスが6つのループで結ばれた束になっている。桿体細胞では、オプシン分子は細胞の内側にある円板膜に埋め込まれている。分子のN末端の頭部は、円板の内部に伸び、C末端の尾部は細胞の細胞質内に伸びている。錐体細胞では、円板は細胞膜により規定されているため、N末端の頭部は細胞の外側に伸びている。レチナールは、タンパク質のC末端に近い膜貫通ヘリックス上のリシンとシッフ塩基結合により共有結合する。シッフ塩基結合の形成には、レチナールから酸素原子が、リシンの遊離アミノ基から2つの水素原子が取り除かれH2Oが生じる。レチニリデンは、レチナールから酸素原子を取り除いてできた2価の官能基であり、ゆえにオプシンはレチニリデンタンパク質（英語版）と呼ばれる。 オプシンは、典型的なGタンパク質共役受容体(GPCR)である。ウシの桿体細胞のオプシンであるウシロドプシンは、初めてX線構造が決定されたGPCRである。ウシロドプシンは、348個のアミノ酸残基を持つ。レチナール発色団はLys296に結合する。 哺乳類はオプシンの発色団としてレチノールのみを使用しているが、他の種類の動物はレチノールに近い他の4つの発色団（3,4-ジデヒドロレチナール (ビタミンA2), (3R)-3-ヒドロキシレチナール, (3S)-3-ヒドロキシレチナール (ともにビタミンA3), (4R)-4-ヒドロキシレチナール (ビタミンA4)）を使用している。多くの魚類や両生類は3,4-ジデヒドロレチナール（デヒドロレチナール（英語版）とも呼ばれる）を使用している。ハエ目の環縫類（英語版）（いわゆる高等バエ）を除き、調べられたすべての昆虫は3-ヒドロキシレチナールの(R)-エナンチオマーを使用している。キサントフィルカロテノイドから直接3-ヒドロキシレチナールが作られる場合、(R)-エナンチオマーが予想される。ショウジョウバエなどの環縫類の虫は、(3S)-3-ヒドロキシレチナールを用いる。ホタルイカは、(4R)-4-ヒドロキシレチナールを用いることが分かっている。
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