たのしい演劇

俳優の錬金術　量子生物学Quantum biology 12


『光というのも面白い存在で、私たちが見ているものは、結局は光だ。
その物自体を見ているようで、本当のところは、物が反射する光を見ている。』
　　　　　　　（文系でもよくわかる　世界の仕組みを物理学で知る「はじめに」 より ）

視覚(visual perception)とは
　網膜/retinal,vitamin Aアルデヒド(aldehyde,有機化合物) が受けた光子photonの
電気信号electrical signalへの生物学的変換biological conversion





光受容体のための11-cisレチナールの生成Generation of 11-cis Retinal for Photoreceptors

視覚情報処理は 網膜retinaで光受容細胞photoreceptor cellによる光photonの検出から始まる

ヒトは　2つの特殊なタイプの光受容体が異なる条件下で光を検出す

桿体rod光受容体は高感度で薄暗い光の中で視力を仲介し
　錐体cone光受容体は明るい光の中で機能 高視力と色覚の両方を仲介す

光を検出するため 桿体と錐体の両方が
ビタミンAの感光性誘導体11-cisレチナールretinalのユニークな特性を利用す

光受容体の11-cisレチナールは　
　オプシンopsinシグナル伝達タンパク質proteinに共有結合して視覚色素分子を形成す

光の下で 11-シスレチナールはオールトランスall-transレチナールに異性化isomerization
　ポリエン鎖polyene chainの直線化がオプシンを活性化す 

オールトランスレチナールの形成は　光受容体の活性化と視覚の開始に不可欠だが
　オプシンもオールトランスレチナールも光に敏感ではない

光受容体が継続的に機能するためには新しい11-cisレチナールを提供する必要がある

短時間の11-cisレチナール不足は
例えば　夜間対向車のヘッドライトを直視した後　視覚を失う
　それは 部分的な桿体の11-cisレチナールの枯渇によるもの

光受容体の正常な機能と生存に十分必要な11-cisレチナールを生成するため
　オールトランスレチナールは酵素ensymeを介し11-cisレチナールに変換される(視覚サイクル)


光受容体の11-cisレチナールは　シグナル伝達経路活性化オプシンタンパク質にリンクされている

11-cisレチナールとオプシンタンパク質は共に視覚色素visual pigmentだ

オプシンは 11-cisレチナールの結合ポケットを囲み
　 7つの膜貫通螺旋体trans-membrane helicesを持つ内在性膜タンパク質

オプシン自体は感光性はなく　
タンパク質が可視光を吸収するのは11-cisレチナールと結合した場合のみ

さまざまな視覚色素visual pigmentの吸収特性は
　11-cisレチナール（哺乳類）とオプシンの間の相互作用によって制御される

例えば　ヒトは 赤 緑 青の光に敏感な3種類の錐体cone視細胞photoreceptorも持つ
それぞれわずかに異なるオプシンを発現

特定の錐体coneオプシンと11-cisレチナールの間の独特の相互作用により
特定の波長（または色）の光に対する感受性が生じる

異なる波長の光を吸収するにもかかわらず
　オプシンと11-cisレチナールの関係はすべての視覚色素で同じ

暗闇で　11-cisレチナールは逆作働物質 inverse agonistとしてオプシンに結合
　オプシンを不活性な 立体配座conformationに保つ

光が視覚色素に当たると
　結合ポケット内で11-cisレチナールがall-transレチナールに異性化isomirization
　　オプシンが活性立体配座になり　光伝達が開始される

新しく形成されたオールトランスレチナールはオプシンを活性化するために必要だが 感光性に欠け
オプシンはオールトランスレチナールを放出
　新しい11-cisレチナールに結合し光を検出し続ける必要がある

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