非成像視覺(jué)感光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究和成像視覺(jué)感光波譜拓展
發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 13:53
感光是生物體包括人類(lèi)獲取外界信息最重要的途徑之一。而光信號(hào)的輸入不僅僅形成成像視覺(jué)(image vision)幫助生物體感知外界物體的形狀、顏色和運(yùn)動(dòng);還能夠形成非成像視覺(jué)(non-image forming vision,NIV)使生物體對(duì)光的明暗、晝夜等獲得感知,影響著生物體的多種生理功能。這些非成像視覺(jué)在哺乳動(dòng)物中被認(rèn)為主要是由新近發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)自主感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(intrinsically photosensitive Retinal Ganglion Cells,ipRGCs)所介導(dǎo)。在哺乳動(dòng)物眼內(nèi),ipRGCs獨(dú)立于成像視覺(jué)的視錐視桿細(xì)胞能夠自主感知外界光線,參與哺乳動(dòng)物的非成像視覺(jué)包括瞳孔光反射、晝夜節(jié)律、睡眠等過(guò)程的調(diào)節(jié)。有別于哺乳動(dòng)物經(jīng)典的感光細(xì)胞視錐和視桿,ipRGCs對(duì)光的響應(yīng)具有明顯的長(zhǎng)時(shí)程特性,激活或失活都遠(yuǎn)慢于視錐視桿細(xì)胞的光反應(yīng)。這種特別的光感受動(dòng)力學(xué)對(duì)于ipRGCs正確的行使功能具有重要意義,因?yàn)閕pRGC所介導(dǎo)的生理過(guò)程多半不需要瞬時(shí)的光感受,而需要對(duì)長(zhǎng)時(shí)程的光信號(hào)進(jìn)行整合。從ipRGCs被發(fā)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)至今日,關(guān)于ipRGCs光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)節(jié)我們知道的...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1、GPCR激活過(guò)程和循環(huán)
-30mV);而在光照條件下,PDE水解cGMP成GMP,從而使CNG通道關(guān)閉,細(xì)??胞轉(zhuǎn)變成超極化狀態(tài),產(chǎn)生電位上的變化,將信號(hào)傳遞給下一級(jí)視覺(jué)系統(tǒng)的細(xì)胞??(如圖2)?33-37。??感光后的rhodopsin?(Rh,meta-I)會(huì)變成活化狀態(tài)的rhodopsin?(Rh*,meta-II),??進(jìn)而再轉(zhuǎn)變成一種非活性狀態(tài)(meta-III)。激活的rhodopsin?(Rh*)會(huì)被rhodopsin??激酶憐酸化(G?protein-coupled-receptor-kinase?1,GRK1?),隨即捕獲蛋白(arrestin)??通過(guò)rhodopsin?C末端的6-7個(gè)絲氨酸/蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)識(shí)別并結(jié)合磷酸狀態(tài)的??rhodopsin,從而徹底使活化的Rh*失活38,39。失活狀態(tài)的rhodopsin可以被通用的??磷酸酶(例如protein?phosphatase?2A)去憐酸化4Q,與arrestin解離,從而重新變??成自由狀態(tài)的rhodopsin。另一方面,活化狀態(tài)的Gta*可以利用自身的GTP酶的活??4??
中的Gt蛋白,激活的Gq蛋白下游與磷脂酶C(PLC)相互作用并活化PLC;而PLC??進(jìn)一步水解4,5-二磷酸肌醇。?2)成三磷酸肌醇(1?3)和甘油二酯(0八0)(如??圖3)。類(lèi)似于哺乳動(dòng)物視桿細(xì)胞中的PDE,PLC具有很高的酶活性3G,至于PLC??的活化如何精確地打開(kāi)TRP和TRPL通道則有不同的觀點(diǎn)解釋?zhuān)玻担叮。相比于其他??些感桿束的光感受器細(xì)胞,果蠅rhodopsin光信號(hào)通路中光誘導(dǎo)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放的能??力很小,并且打開(kāi)鈣庫(kù)的IP3受體突變體并沒(méi)有表現(xiàn)出光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的缺陷。所以,??就有三種可能機(jī)制介導(dǎo)了TRP和TRPL通道的開(kāi)放:(1)?DAG的產(chǎn)生;(2)?DAG??下游的代謝產(chǎn)物例如不飽和脂肪酸的產(chǎn)生;(3)?PIP2的消耗。這三種機(jī)制都有證??據(jù)解釋?zhuān)裕遥泻停裕遥校掏ǖ赖拇蜷_(kāi),但是沒(méi)有定論。當(dāng)然,也有三種機(jī)制共同調(diào)控??TRP通道開(kāi)放的可能61?傊,TRP和TRPL通道的開(kāi)放,會(huì)引起陽(yáng)離子從胞外流??到胞內(nèi),使細(xì)胞變成去極化狀態(tài),從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。??與脊椎動(dòng)物中視桿/視錐細(xì)胞一樣,果蠅中光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的每一步也都??需要有序地失活
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Multifaceted nature of membrane microdomains in colorectal cancer[J]. Kristina A Jahn,Filip Braet. World Journal of Gastroenterology. 2011(06)
本文編號(hào):2935766
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1、GPCR激活過(guò)程和循環(huán)
-30mV);而在光照條件下,PDE水解cGMP成GMP,從而使CNG通道關(guān)閉,細(xì)??胞轉(zhuǎn)變成超極化狀態(tài),產(chǎn)生電位上的變化,將信號(hào)傳遞給下一級(jí)視覺(jué)系統(tǒng)的細(xì)胞??(如圖2)?33-37。??感光后的rhodopsin?(Rh,meta-I)會(huì)變成活化狀態(tài)的rhodopsin?(Rh*,meta-II),??進(jìn)而再轉(zhuǎn)變成一種非活性狀態(tài)(meta-III)。激活的rhodopsin?(Rh*)會(huì)被rhodopsin??激酶憐酸化(G?protein-coupled-receptor-kinase?1,GRK1?),隨即捕獲蛋白(arrestin)??通過(guò)rhodopsin?C末端的6-7個(gè)絲氨酸/蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)識(shí)別并結(jié)合磷酸狀態(tài)的??rhodopsin,從而徹底使活化的Rh*失活38,39。失活狀態(tài)的rhodopsin可以被通用的??磷酸酶(例如protein?phosphatase?2A)去憐酸化4Q,與arrestin解離,從而重新變??成自由狀態(tài)的rhodopsin。另一方面,活化狀態(tài)的Gta*可以利用自身的GTP酶的活??4??
中的Gt蛋白,激活的Gq蛋白下游與磷脂酶C(PLC)相互作用并活化PLC;而PLC??進(jìn)一步水解4,5-二磷酸肌醇。?2)成三磷酸肌醇(1?3)和甘油二酯(0八0)(如??圖3)。類(lèi)似于哺乳動(dòng)物視桿細(xì)胞中的PDE,PLC具有很高的酶活性3G,至于PLC??的活化如何精確地打開(kāi)TRP和TRPL通道則有不同的觀點(diǎn)解釋?zhuān)玻担叮。相比于其他??些感桿束的光感受器細(xì)胞,果蠅rhodopsin光信號(hào)通路中光誘導(dǎo)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放的能??力很小,并且打開(kāi)鈣庫(kù)的IP3受體突變體并沒(méi)有表現(xiàn)出光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的缺陷。所以,??就有三種可能機(jī)制介導(dǎo)了TRP和TRPL通道的開(kāi)放:(1)?DAG的產(chǎn)生;(2)?DAG??下游的代謝產(chǎn)物例如不飽和脂肪酸的產(chǎn)生;(3)?PIP2的消耗。這三種機(jī)制都有證??據(jù)解釋?zhuān)裕遥泻停裕遥校掏ǖ赖拇蜷_(kāi),但是沒(méi)有定論。當(dāng)然,也有三種機(jī)制共同調(diào)控??TRP通道開(kāi)放的可能61?傊,TRP和TRPL通道的開(kāi)放,會(huì)引起陽(yáng)離子從胞外流??到胞內(nèi),使細(xì)胞變成去極化狀態(tài),從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。??與脊椎動(dòng)物中視桿/視錐細(xì)胞一樣,果蠅中光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的每一步也都??需要有序地失活
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Multifaceted nature of membrane microdomains in colorectal cancer[J]. Kristina A Jahn,Filip Braet. World Journal of Gastroenterology. 2011(06)
本文編號(hào):2935766
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