Структура и функции биологических мембран - Трошин А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Освещение родопсина лягушки светом с X = 579 нм приводит к его обесцвечиванию (рис. 91, а) с образованием продукта, имеющего максимум поглощения 450 нм (рис. 92). Освещение этого продукта в области 436 нм полностью восстанавливает исходный спектр (см. рис. 91, б). Однако это не означает истинной регенерации родопсина: оказалось, что около половины регенерированного продукта обесцвечивается при нагревании образца до комнатной температуры (рис. 93). Этот термолабильный продукт
АП
Рис. 92. Дифференциальные спектры фотообесцвечивания родопсина быка (1) и лягушки (2)
Рис. 93. Спектры поглощения продуктов обесцвечивания родопсина в суспензии наружных сегментов фоторецепторов сетчатки лягушки
Исходный родопсин при комнатной температуре (1) охлаждается до —22° (2), обесцвечивается светом с К 579 нм (3), затем облучается светом с А, 435 нм (4), после этого нагревается до комнатной температуры (5). Остаточный родопсин обесцвечивается светом с А, 579 нм
»
фоторегенерации был назван «псевдородопсином». Образуется ли он при фоторегенерации с других стадий — в настоящее время не известно.
Продукт обесцвечивания родопсина быка при —22° имеет максимум поглощения 480 нм. При облучении этого продукта светом с X 435 нм происходит обратный процесс, но при этом исходный спектр полностью не восстанавливается. При нагревании продуктов обесцвечивания светом с X 579 и 435 нм до комнатной температуры наблюдается уменьшение оптической плотности в области 500 нм, т. е. наблюдается то же, что и при размораживании родопсина лягушки. Однако в случае родопсина быка расчеты показали, что различие в концентрациях исходного и регенерированного родопсина равно концентрации оставшегося после регенерации метародопсина I, т. е. метародопсин I превращается под действием света с X = 435 нм лишь в родопсин и не дает изохромного родопсину термически неустойчивого продукта — псевдородопсина.
На этой системе были вычислены квантовые выходы фотолиза и фоторегенерации. Было установлено, что истинный квантовый выход не зависит от температуры и длины волны облучения и имеет величину порядка 0,6—0,7.
ГЛАВА 13. ФОТОРЕЦЕПТОРНЫЕ МЕМБРАНЫ
237
В настоящее время не ясна физиологическая роль процесса фоторегенерации. Определить ее поможет дальнейшее исследование этой реакции как in vitro, так и in vivo. Во всяком случае, возможность участия фоторегенерации в работе фоторецепторов некоторых насекомых была продемонстрирована как спектрофотометрически, так и по изменению амплитуды внеклеточно регистрируемого рецепторного потенциала (Hamdorf et al., 1973).
Заключение
В настоящее время в области фоторецепции идет активный процесс накопления экспериментальных данных об ультраструктурной организации, химическом и ферментативном составе и главным образом — о фотоиндуцированных изменениях фоторецепторной мембраны и ее функции. Представить себе последовательность и функциональную значимость отдельных процессов в мембране диска наружного сегмента в целостном механизме работы фоторецепторной клетки сейчас еще невозможно. Несомненно одно: фотолиз молекулы зрительного пигмента — это одновременно и существенная перестройка основной структурной единицы фоторецепторной мембраны, которая вызывает химические и структурные изменения и в других компонентах мембраны, в первую очередь липидных. В настоящее время мы не располагаем необходимыми сведениями о возможных фотоиндуцированных кооперативных переходах в этой мембране, однако можно предположить, что свет вызывает в ней генерализованные изменения. Их следствием должны стать события на уровне фоторецепторного диска, от которого первичный зрительный сигнал в неизвестной пока для нас форме внутри фоторецептора (во всяком случае, палочки) передается на наружную плазматическую мембрану (подробнее см. главу 12). Иными словами, на очереди создание достаточно стройной картины последовательных событий в механизме зрительной рецепции на уровне фоторецепторной мембраны и диска наружного сегмента зрительной клетки.
ЛИТЕРАТУРА
Антонов В. Ф., Афанасьев А. Л., Островский М. А., Федорович И. Б. 1971. Биофизика, 16, 78.
Берман А. Л. 1972. Канд. дисс. Л.
Боровягин В. Л., Островский М. А., Федорович И. Б. 1971. Биофизика, 16, 350.
Бучаченко В. Л. 1968. Докт. дисс. М.
Гендель Л. Я., Власова С. А., Федорович И. Б., Чифликян М. Д., Островский М. А., Круглякова К. Е. 1973. В кн.: Механизмы работы рецепторных элементов органов чувств. Л., «Наука», стр. 32.
Гендель Л. Я., Федорович И. Б., Островский М. А., Шапиро А. Б., Круглякова К. Е. 1972. Докл. АН СССР, 205, 1469.
Каган В. Е., Шведова А. А., Новиков К. Н., Козлов Ю. П. 1973. Докл. АН СССР, 210, 1208.
Козлов Ю. П. 1970. Привитая сополимеризация как метод для обнаружения свободных радикалов в биологических системах. Изд. МГУ.
Кронгауз В. А ., Шифрина Р. Р., Островский М. А., Федоровичи. Б. 1972. В сб.: IV Международный биофизический конгресс, 4. М., стр. 14.
Кронгауз В. А., Шифрина P.P., Островский М. А., Федорович И. Б. 1973. В сб.: Механизмы работы рецепторных элементов органов чувств. Л., стр. 63.
