Rhodopsin

 

 

Grundvorlesung Tierphysiologie WS 2002/2003

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Sinne 3
Photo-elektrische Transduktion


Themen:

Das Photopigment Rhodopsin
 
pho02al.jpg Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Längsschnitts durch ein Stäbchenaußensegment. Erkennbar ist die Plasmamembran und die davon isolierte Membran der Disks. Der Abstand zwischen Plasmamembran und Disks entspricht etwa 50 nm. Beim Menschen enthalten die Außensegmente etwa 800 Disks. Das lichtempfindliche Pigment Rhodopsin ist in die Membranen der Disks eingebaut und zwar in einer extrem hohen Dichte (ca 30000 pro mm2). Wegen dieser hohen Packungsdichte wird ein Photon, das sich entlang der Längsachse des Außensegments bewegt (auf der Abbildung von unten links nach oben rechts) mit hoher Wahrscheinlichkeit auf ein Rhodopsinmolekül treffen. Das ist eine wichtige Voraussetzung für die Fähigkeit des Auges, einzelne Photonen wahrzunehmen.

 

Walter H. Schröder
Forschungszentrum Jülich
pho03al.jpg Raummodell der Faltung eines Rhodopsinmoleküls in der Diskmembran. Das Molekül hat 7 Membranregionen (gelbe Säulen), der N-terminus liegt im Diskinnenraum, der C-Terminus im Zytoplasma. Der Chromophor Retinal ist in seiner 11-cis Konformation dargestellt, die im Dunkeln vorliegt. Gelb ist ein Fettsäurerest (Myristoyl) angedeutet, der hilft, das Rhodopsin in der Membran zu stabilisieren. Mit P sind Phosphorylierungsstellen bezeichnet, die bei der Abschaltung der Transduktion eine Rolle spielen.

Müller, F. + Kaupp, U.B. (1998)
Signaltransduktion in Sehzellen
Naturwissenschaften 85: 49-61
pho04al.jpg Retinal, der Chromophor des Rhodopsins, ist ein Derivat des Vitamin A (Retinol). Im Dunkeln liegt Retinal als 11--Isomer vor . Bei Absorption eines Photons kommt es zur Isomerisierung des Moleküls: Durch eine Drehung der Bindung zwischen dem 11. und 12. Kohlenstoffatom gelangt das Molekül in die -trans-Konfiguration , die die Aktivierung des Rhodopsins auslöst. Im Dunkeln isomerisiert -trans-Retinal wieder in die 11--Form und verbindet sich mit einem neuen Opsinmolekül zu Rhodopsin.


Zenner, H.P. + Zrenner, E. (1994)
Physiologie der Sinne
Spektrum Verlag, Heidelberg