All-trans-Retinal wird zurück in 11-cis-Retinal oder Vitamin A umgewandelt

Es gibt zwei Wege, die all-trans-Retinal nach der Ablösung vom Scotopsin nehmen kann: (1) es kann sich wieder in 11-cis-Retinal umwandeln oder (2) es kann sich in all-trans-Retinol (Form von Vitamin A) umwandeln. , das sich dann in 11-cis-Retinol und dann in 11-cis-Retinal umwandelt. Meine Frage ist, welche Faktoren bestimmen, welcher Weg auftritt?

Das erste klingt, als würde es überhaupt kein Vitamin A beinhalten und nur die Netzhaut recyceln. Daher wäre es nicht von einem Vitamin-A-Mangel betroffen, aber wir wissen, dass ein Vitamin-A-Mangel den Vorrat an Netzhaut im Auge beeinflusst. Dennoch sehe ich keine Nachteile darin, unsere Netzhaut einfach zu recyceln; Warum sollten wir es in Vitamin A umwandeln und dann zurück in 11-cis-Retinal?

Antworten (1)

Kurze Antwort
Ein komplexer visueller Zyklus bei Wirbeltieren, an dem Vitamin A beteiligt ist, ist nützlich für die Speicherung, Umverteilung von Retinoiden auf Stäbchen und Zapfen, um die Lichtempfindlichkeit zu verbessern und Rauschen im visuellen System zu reduzieren.

Hintergrund
Der Sehzyklus in Säugetierstäbchen ist in Abb. 1 dargestellt.

Visueller Zykl
Abb. 1. Visueller Stäbchenzyklus. Quelle: Palczewski (2010)

11 - cis -Retinal isomerisiert durch Absorption eines Photons zu all- trans -Retinal. Ihre Vorstellung, dass dieser Weg eine direkte Reisomerisierung zurück zu 11- cis -Retinal beinhalten kann, trifft nur auf Wirbellose zu. Sie absorbieren einfach ein weiteres Photon, um all- trans zu 11 - cis zurückzuisomerisieren (Saari, 2012) .

Bei Wirbeltieren wird diese bistabile Konfiguration jedoch durch einen komplexen Sehzyklus (oder Retinoidzyklus, Abb. 1) ersetzt. Der Grund dafür ist, dass das bistabile wirbellose System weniger empfindlich ist, da Photonen, die zur Regeneration verwendet werden, nicht zur Initiierung der Phototransduktion verwendet werden können. Darüber hinaus ist das wirbellose System anfälliger für Rauschen , da Photonen sowohl die Phototransduktion starten als auch all- trans - Retinal recyceln können (Saari, 2012) .

Bei Wirbeltieren wird angenommen, dass der Sehzyklus erst nach dem Auftreten des Zapfensystems entstanden ist (Saari, 2012) . Insbesondere hängt der Sehzyklus vom retinalen Pigmentepithel (RPE) ab, wie in Abb. 2 gezeigt.

Sehzyklus 2
Abb. 2. Sehzyklus von Stäbchen und Zapfen. Quelle: Saari (2012)

Abb. 2 zeigt, dass Vitamin A ( all- trans -Retinol) im RPE vorhanden ist. RPE-Zellen sind in der Lage, Vitamin A zu speichern , indem sie es in Fettsäuren umwandeln und in Öltröpfchen speichern. Darüber hinaus können RPE-Zellen dieses gespeicherte Vitamin A sowohl zu Stäbchen als auch zu Zapfen leiten , ein weiterer Grund, warum der komplexe Sehzyklus und die Umwandlung von Vitamin A sinnvoll sind ( Palczewski, 2010).

Referenzen
- Palczewski Trends Pharmacol Sci (2010); 31 (6): 284–95
– Saari, Annu Rev. Nutr (2012); 32 : 125–45

Es ist eine völlig falsche Aussage über Empfindlichkeit. Wirbellose Photorezeptoren sind im Vergleich zu Wirbeltieren extrem empfindlich und können idealerweise auf einzelne Photonen reagieren ( Randall et al 2015 , Hardie 2001 )
@Dexter - Ein Photon ist erforderlich, um das Photopigment von Wirbellosen nach Absorption des ersten Photons zu regenerieren. Effizienz=Empfindlichkeit also um 50% reduziert. Auch Wirbeltierstäbchen können auf ein einzelnes Photon reagieren.
Vielleicht möchten Sie sich das ansehen . Ich erinnere mich an eine Überprüfung, in der die Empfindlichkeit beider verglichen wurde. Ich probier es aus. Und ich glaube nicht, dass "Effizienz = Sensibilität" stimmt.
@Dexter Die Reaktionsfähigkeit von Fotorezeptoren hängt auch von ihrer Stapelnummer, Höhe, Konzentration des Fotopigments und was nicht ab. Die einfache Tatsache ist, dass es laut und ineffizient ist, wenn Sie x verwenden, um A in B umzuwandeln, und x, um B in A zu recyceln. Und die Verwendung von zwei Photonen zur Detektion eines Photons ist per Definition weniger empfindlich als die Detektion eines Photons und das unabhängige Recycling des Pigments.
Ich denke, es ist besser, Referenzen für Ansprüche bereitzustellen, als sich um verschiedene Punkte zu streiten. Ein weiterer logischer Punkt, den ich ansprechen kann, ist, dass Kalziumkanäle bei Wirbeltieren im Gegensatz zu Wirbellosen geschlossen werden. Und das Öffnen des Kanals (das auch ein starkes Calcium-Feedback hat) ist viel schneller als das Schließen von Kanälen (das auch ein Calcium-Feedback hat, aber auf einer 100-mal langsameren Zeitskala).
@Dexter - Referenzen werden bereitgestellt und ich kämpfe nicht. Und ich habe nie gesagt , dass das Wirbeltiersystem schnell ist. Legen Sie mir keine Worte in den Mund.
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