Retinylidene protein
રેટિનિલિડીન પ્રોટીન, અથવા વ્યાપક અર્થમાં રોડોપ્સિન, એ પ્રોટીન છે જે પ્રકાશના સ્વાગત માટે રેટિનામાં રંગસૂત્ર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. તેઓ ફ્લેગેલેટ્સમાં ફોટોટેક્સિસથી લઈને પ્રાણીઓમાં દ્રષ્ટિ સુધીની વિવિધ પ્રકાશ-સંવેદના પ્રણાલીઓ માટે પરમાણુ આધાર છે. રેટિનિલિડીન પ્રોટીનમાં ઓપ્સિન અને રોડોપ્સિન (વ્યાપક અર્થમાં) ના તમામ સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે રોડોપ્સિન સાંકડા અર્થમાં કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓમાં જોવા મળતા મંદ-પ્રકાશ દ્રશ્ય રંગદ્રવ્યનો ઉલ્લેખ કરે છે, સામાન્ય રીતે લાકડીના કોષો પર, વ્યાપક અર્થમાં રોડોપ્સિન (અહીં વપરાય છે) જમીનની સ્થિતિમાં ઓપ્સિન અને રેટિનલ ક્રોમોફોર ધરાવતા કોઈપણ અણુનો ઉલ્લેખ કરે છે. જ્યારે પ્રકાશ દ્વારા સક્રિય થાય છે, ત્યારે ક્રોમોફોરને આઇસોમેરાઇઝ્ડ કરવામાં આવે છે, તે સમયે સમગ્ર પરમાણુ હવે રોડોપ્સિન નથી, પરંતુ મેટારોડોપ્સિન જેવા સંબંધિત પરમાણુ છે. જો કે, તે રેટિનિલિડીન પ્રોટીન રહે છે. ક્રોમોફોર પછી ઓપ્સિનથી અલગ થાય છે, જે સમયે ખાલી ઓપ્સિન એ રેટિનિલિડીન પ્રોટીન છે. આમ, અણુ ફોટોટ્રાન્સડક્શન ચક્ર દરમિયાન રેટિનિલિડીન પ્રોટીન રહે છે. માળખું તમામ રોડોપ્સિનમાં બે બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ હોય છે, એક પ્રોટીન ભાગ અને ઉલટાવી શકાય તેવું સહસંયોજક રીતે બંધાયેલ બિન-પ્રોટીન કોફેક્ટર, રેટિનલ (રેટિનાલડિહાઇડ). રોડોપ્સિનના પ્રોટીન માળખામાં સાત ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન હેલિસીસના બંડલનો સમાવેશ થાય છે જે ફોટોરેક્ટિવ ક્રોમોફોરને બંધનકર્તા આંતરિક પોકેટ બનાવે છે. તેઓ સાત ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ડોમેન્સ ધરાવતા અન્ય પટલ-બાઉન્ડ રીસેપ્ટર્સ સાથે સુપરફેમિલી બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે ગંધ અને કેમોકિન રીસેપ્ટર્સ. તેમના સંબંધીઓ જેવા રાસાયણિક લિગાન્ડ્સને બાંધીને સક્રિય થવાને બદલે, રોડોપ્સિનમાં રેટિનલ હોય છે જે ફોટોઆઇસોમેરાઇઝેશન દ્વારા પ્રકાશની પ્રતિક્રિયામાં રચનામાં ફેરફાર કરે છે અને આમ પ્રકાશ દ્વારા સક્રિય થાય છે. રેટિનાનું પરમાણુ વિવિધ સિસ-ટ્રાન્સ આઇસોમેરિક સ્વરૂપો લઈ શકે છે, જેમ કે ઓલ-ટ્રાન્સ, 11-સિસ અને 13-સિસ. સિસથી ટ્રાન્સ અથવા તેનાથી ઊલટું રેટિનલનું ફોટોઆઇસોમેરાઇઝેશન (પ્રકાશ-આધારિત આઇસોમેરાઇઝેશન) રીસેપ્ટર પ્રોટીનમાં રચનાત્મક ફેરફારને પ્રેરિત કરે છે. આ ફેરફાર કોષની અંદર સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન મિકેનિઝમને સક્રિય કરવા માટે મોલેક્યુલર સ્વીચ તરીકે કાર્ય કરે છે. રોડોપ્સિનના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તે કાં તો આયન ચેનલ ખોલે છે (ઉદાહરણ તરીકે બેક્ટેરિયામાં) અથવા સંકળાયેલ જી પ્રોટીનને સક્રિય કરે છે અને બીજા સંદેશવાહક કાસ્કેડને ચાલુ કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે પ્રાણીઓની આંખોમાં). બેક્ટેરિયાથી માંડીને શેવાળ અને પ્રાણીઓ સુધીની ઘણી પ્રજાતિઓમાં રેટિનાઇલાઇડિન પ્રોટીન અથવા રોડોપ્સિનના પ્રકારો અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેમને તેમના ક્રમ તેમજ જમીનની સ્થિતિમાં રહેલા રેટિનલ આઇસોમર અને તેમની સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન મિકેનિઝમ્સના આધારે બે અલગ અલગ પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિન પ્રાણીઓના રોડોપ્સિનની જેમ, માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિન (પ્રોકેરીયોટ્સ અને શેવાળમાં જોવા મળે છે) માં રેટિનલ ક્રોમોફોર હોય છે અને તેમાં સાત ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન આલ્ફા હેલિસીસ હોય છે; જો કે, તેઓ જી પ્રોટીન સાથે જોડાયેલા નથી. રેટિનલ ક્રોમોફોર પ્રાણીના 11-સિસ સ્વરૂપથી અલગ પડે છે અને તે ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં ઓલ-ટ્રાન્સ રેટિનલ આઇસોમર છે, જે પ્રકાશ સક્રિયકરણ પર 13-સિસમાં આઇસોમેરાઇઝ થાય છે; ક્રોમોફોરને માઇક્રોબાયલ-ટાઇપ ક્રોમોફોર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ફોટોટ્રોફી હાથ ધરવા માટે બેક્ટેરિયલ સંવેદનાત્મક રોડોપ્સિન, ચેનલરોડોપ્સિન, બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિન, હેલોરહોડોપ્સિન, પ્રોટિઓરોહોડોપ્સિન, આર્કેઅરહોડોપ્સિન, હેલિઓરોહોડોપ્સિન અને ઝેન્થોરોહોડોપ્સિન ઉદાહરણો છે. તેઓ પ્રકાશ-ગેટેડ આયન ચેનલો તરીકે કામ કરે છે અને તેઓ જે આયન ચેનલ કરે છે તેના પ્રકાર દ્વારા વધુ અલગ પાડી શકાય છે. બેક્ટેરિયોહોડૉપ્સિન પ્રોટોન પંપ તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યારે હેલોરહોડૉપ્સિન ક્લોરાઇડ પંપ તરીકે કાર્ય કરે છે. તેમના કાર્યો બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણ (બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિન) થી લઈને ફોટોટેક્સિસ (ફ્લેગેલેટ્સમાં ચેનલહોડોપ્સિન) સુધી હોય છે. ફોટોટેક્સિસમાં સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનમાં કોષ પટલનું વિધ્રુવીકરણ સામેલ છે. એકકોશિક ફ્લેગલેટ શેવાળમાં ચેનલહોડૉપ્સિન હોય છે જે વિજાતીય પ્રણાલીઓમાં વ્યક્ત થાય ત્યારે પ્રકાશ-ગેટેડ કેટાયન ચેનલો તરીકે કાર્ય કરે છે. અન્ય ઘણા તરફી અને યુકેરીયોટિક સજીવો (ખાસ કરીને, ન્યુરોસ્પોરા જેવા ફૂગ) રોડોપ્સિન આયન પંપ અથવા હજુ સુધી અજ્ઞાત કાર્યના સંવેદનાત્મક રોડોપ્સિનને વ્યક્ત કરે છે. તાજેતરમાં, ગુઆનીલીલ સાયક્લેઝ પ્રવૃત્તિ સાથે માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિનની શોધ કરવામાં આવી છે. જ્યારે તમામ માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિન એકબીજા સાથે નોંધપાત્ર અનુક્રમ સમરૂપતા ધરાવે છે, ત્યારે તેમની પાસે જી-પ્રોટીન-કપલ્ડ રીસેપ્ટર (જી. પી. સી. આર.) પરિવાર માટે કોઈ શોધી શકાય તેવું અનુક્રમ સમરૂપતા નથી જે પ્રાણી દ્રશ્ય રોડોપ્સિન સાથે સંબંધિત છે. તેમ છતાં, માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિન અને જી. પી. સી. આર. સંભવતઃ તેમની ત્રિ-પરિમાણીય રચનાઓની સમાનતાના આધારે ઉત્ક્રાંતિ સંબંધિત છે. તેથી, તેમને સ્ટ્રક્ચરલ ક્લાસિફિકેશન ઓફ પ્રોટીન (એસસીઓપી) માં એક જ સુપરફેમિલીમાં સોંપવામાં આવ્યા છે. જી પ્રોટીન-કપલ્ડ રીસેપ્ટર્સ પ્રાણી સામ્રાજ્યના રેટિનિલિડીન પ્રોટીનને ઓપ્સિન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. વર્ટેબ્રેટ્સમાં (રોડ) ઓપ્સિનના પાંચ પેટા પરિવારો અને આર્થ્રોપોડ્સમાં ત્રણ પેટા પરિવારો છે. ઓપ્સિન જી પ્રોટીન-કપલ્ડ રીસેપ્ટર્સના વર્ગને અનુસરે છે અને રેટિના 11-સિસ આઇસોમરને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ પર બાંધે છે જે પ્રકાશ સક્રિયકરણ પર ઓલ-ટ્રાન્સ રેટિનામાં ફોટોઆઇસોમેરાઇઝ થાય છે. તેઓ સામાન્ય રીતે પ્રકાશ-સંવેદના અંગોમાં જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે કરોડઅસ્થિધારી રેટિનાના ફોટોરિસેપ્ટર કોષોમાં જ્યાં તેઓ દ્રષ્ટિને સરળ બનાવે છે. એનિમલ ઓપ્સિન ઉભયજીવીઓની ચામડી, ગરોળી અને પક્ષીઓની પાઇનલ ગ્રંથીઓ, ટોડ્સના હાયપોથાલેમસ અને માનવ મગજમાં પણ મળી શકે છે. તેમને કેટલાક અલગ વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે જેમાંઃ વિઝ્યુઅલ ઓપ્સિન (ક્લાસિકલ રોડોપ્સિન અને સંબંધીઓ), મેલાનોપ્સિન પેરોપ્સિન ન્યુરોપ્સિન એન્સેફાલોપ્સિન વિઝ્યુઅલ પર્સેપ્શન કરોડરજ્જુના રેટિનામાં લાકડીના કોષોનું "વિઝ્યુઅલ જાંબલી" રોડોપ્સિન (ઓપ્સિન-2) લીલા-વાદળી પ્રકાશને શોષી લે છે. રેટિનાના શંકુ કોષોના ફોટોપ્સિન થોડા એમિનો એસિડમાં અલગ પડે છે જેના પરિણામે તેમના પ્રકાશ શોષણ વર્ણપટમાં પરિવર્તન થાય છે. ત્રણ માનવ ફોટોપ્સિન પીળો-લીલો (ફોટોપ્સિન I), લીલો (ફોટોપ્સિન II) અને વાદળી-વાયોલેટ (ફોટોપ્સિન III) પ્રકાશને શોષી લે છે અને રંગ દ્રષ્ટિનો આધાર છે, જ્યારે વધુ પ્રકાશ-સંવેદનશીલ "દ્રશ્ય જાંબલી" અંધારામાં એકવર્ણી દ્રષ્ટિ માટે જવાબદાર છે. લાઇટ સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનમાં જી-પ્રોટીન (ટ્રાન્સડ્યુસિન) નું એન્ઝાઇમ કાસ્કેડ, સી. જી. એમ. પી. ફોસ્ફોડીસ્ટેરેઝ, કેટાયન ચેનલ બંધ કરવી અને આખરે વિઝ્યુઅલ ફોટોરિસેપ્ટર સેલનું હાયપરપોલરાઇઝેશન સામેલ છે. આર્થ્રોપોડ્સ અને મોલસ્કના વિઝ્યુઅલ રોડોપ્સિન જી-પ્રોટીન, ફોસ્ફોલિપેઝ સી અને આખરે વિઝ્યુઅલ ફોટોરિસેપ્ટર સેલના વિધ્રુવીકરણને સમાવતા તેમના સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન કાસ્કેડમાં કરોડઅસ્થિધારી પ્રોટીનથી અલગ પડે છે. મનુષ્યોમાં જોવા મળતા અન્ય ઓપ્સિનમાં એન્સેફાલોપ્સિન (અથવા પેનોપ્સિન, ઓપ્સિન-3), મેલાનોપ્સિન (ઓપ્સિન-4), ન્યુરોપ્સિન (ઓપ્સિન-5) અને પેરોપ્સિનનો સમાવેશ થાય છે. મેલાનોપ્સિન કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓમાં સર્કેડિયન ઘડિયાળના પ્રકાશ પ્રવેશમાં સામેલ છે. એન્સેફાલોપ્સિન અને ન્યુરોપ્સિન ચેતા કોષો અને મગજની પેશીઓમાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે, પરંતુ અત્યાર સુધી તેમનું કાર્ય અજ્ઞાત છે. પેરોપ્સિન ઓલ-ટ્રાન્સ રેટિનલ (માઇક્રોબાયલ-પ્રકારનો ક્રોમોફોર) ને જોડે છે અને દ્રશ્ય દ્રષ્ટિમાં જરૂરી 11-સિસ આઇસોમર સ્વરૂપમાં રેટિનલને પરત કરવા માટે ફોટોઆઇસોમરેઝ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. ઓપ્સિન રોડોપ્સિન વિઝ્યુઅલ સાયકલ વિઝ્યુઅલ ફોટોટ્રાન્સડક્શન માઇક્રોબાયલ રોડોપ્સિન સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ લિપિડ બાયલેયર સેન્સરી રીસેપ્ટર્સમાં રેટિનિલિડીન પ્રોટીનની ગણતરીની સ્થિતિ જૈવિક રંગદ્રવ્યો 7TM રીસેપ્ટર્સ