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Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America2005Jun07Vol.102issue(23)

正に帯電したレチノイドは、レチノイド(視覚)サイクルにおけるトランスCIS異性化の強力で選択的な阻害剤です

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
概要
Abstract

脊椎動物の網膜光受容体では、オプシン結合視覚発色団11-cis-retinalからすべてのトランス - 網状トリガーの光伝達イベントの光異性化。発色団の再生は、光受容体を暗い適応状態に回復するための重要なステップです。レチノイドサイクルと呼ばれるこの再生プロセスは、光受容体の外側セグメントと網膜色素上皮(RPE)で発生します。発色団の再生は、レチニルカルボン中間体を介して発生する可能性があることを示唆しています。ここでは、異性化プロセスの遷移状態類似体として作用する可能性のある積極的に帯電したレチノイドによって異性化が阻害されるという証拠を提供します。レチニルアミン(RET-NH2)が、in vitroおよびin vivoでレチノイドサイクルの異性化ステップを強力かつ選択的に阻害することを実証します。RET-NH2はRPEミクロソームのタンパク質に結合しますが、異性化反応に関与するタンパク質であるRPE65に結合しません。RET-NH2は、ロッド中の視覚発色団の再生を阻害し、次にロッド応答を著しく減衰させますが、マウスのコーン機能にはるかに小さな影響を及ぼします。RET-NH2は、レチノイン酸受容体とミクロモル濃度でのみ相互作用し、レチノイド-X受容体を活性化せず、CYP26の基質ではありません。これは、レチノイン酸代謝性シトクロムP450酵素です。RET-NH2は、視覚発色団の再生メカニズムを研究するための重要な研究ツールになります。

脊椎動物の網膜光受容体では、オプシン結合視覚発色団11-cis-retinalからすべてのトランス - 網状トリガーの光伝達イベントの光異性化。発色団の再生は、光受容体を暗い適応状態に回復するための重要なステップです。レチノイドサイクルと呼ばれるこの再生プロセスは、光受容体の外側セグメントと網膜色素上皮(RPE)で発生します。発色団の再生は、レチニルカルボン中間体を介して発生する可能性があることを示唆しています。ここでは、異性化プロセスの遷移状態類似体として作用する可能性のある積極的に帯電したレチノイドによって異性化が阻害されるという証拠を提供します。レチニルアミン(RET-NH2)が、in vitroおよびin vivoでレチノイドサイクルの異性化ステップを強力かつ選択的に阻害することを実証します。RET-NH2はRPEミクロソームのタンパク質に結合しますが、異性化反応に関与するタンパク質であるRPE65に結合しません。RET-NH2は、ロッド中の視覚発色団の再生を阻害し、次にロッド応答を著しく減衰させますが、マウスのコーン機能にはるかに小さな影響を及ぼします。RET-NH2は、レチノイン酸受容体とミクロモル濃度でのみ相互作用し、レチノイド-X受容体を活性化せず、CYP26の基質ではありません。これは、レチノイン酸代謝性シトクロムP450酵素です。RET-NH2は、視覚発色団の再生メカニズムを研究するための重要な研究ツールになります。

In vertebrate retinal photoreceptors, photoisomerization of opsin-bound visual chromophore 11-cis-retinal to all-trans-retinal triggers phototransduction events. Regeneration of the chromophore is a critical step in restoring photoreceptors to their dark-adapted state. This regeneration process, called the retinoid cycle, takes place in the photoreceptor outer segments and in the retinal pigmented epithelium (RPE). We have suggested that the regeneration of the chromophore might occur through a retinyl carbocation intermediate. Here, we provide evidence that isomerization is inhibited by positively charged retinoids, which could act as transition state analogs of the isomerization process. We demonstrate that retinylamine (Ret-NH2) potently and selectively inhibits the isomerization step of the retinoid cycle in vitro and in vivo. Ret-NH2 binds a protein(s) in the RPE microsomes, but it does not bind RPE65, a protein implicated in the isomerization reaction. Although Ret-NH2 inhibits the regeneration of visual chromophore in rods and, in turn, severely attenuates rod responses, it has a much smaller effect on cone function in mice. Ret-NH2 interacts only at micromolar concentrations with retinoic acid receptor, does not activate retinoid-X receptor, and is not a substrate for CYP26s, the retinoic acid-metabolizing cytochrome P450 enzymes. Ret-NH2 can be a significant investigational tool to study the mechanism of regeneration of visual chromophore.

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