ロドプシンの構造とメタロドプシンIフォトインターメディー

暗い状態の視覚顔料ロドプシンの構造は、最初に電子顕微鏡（EM）によって調査されました。最近では、ロドプシンは2つの異なる空間グループで結晶化しています - 四角P4（1）結晶型と三角P3（1）パッキング配置。これら2つの結晶形からのX線結晶構造によって決定される顔料の構造は、多くの類似点を示していますが、大きな違いも示しています。これらの違いは、ヘリックス5と6の間のループの位置が非常に多様である細胞質表面のGタンパク質結合領域で最も広範です。EMとスピン標識の組み合わせは、このループがp3（1）結晶形でネイティブの立体構造を採用することを示唆しています。X線構造は、色の調整、基底状態の安定化、および受容体の活性化に重要な構造水分子の位置も示し、他のGタンパク質共役受容体をモデル化するためのテンプレートとして機能します。ロドプシンに関する構造作業の主要な現在の焦点は、受容体の活性化状態の調査です。2次元結晶における光活性化の慎重な分光特性評価の後、2次元結晶からEMによってメタロドプシンI中間体のマップが得られました。さらに、NMR研究は、ロドプシンの活性化状態の構造に関する情報を提供しています。将来的には、構造情報は、ロドプシンがどのように活性化され、それがどのように下流のシグナル伝達経路にカップルするかを示します。

The structure of the visual pigment rhodopsin in the dark state was first investigated by electron microscopy (EM). More recently, rhodopsin has been crystallised in two different space groups--a tetragonal P4(1) crystal form and a trigonal P3(1) packing arrangement. The structures of the pigment, determined by X-ray crystallography from these two crystal forms, show many similarities, but also significant differences. These differences are most extensive in the G-protein-binding region of the cytoplasmic surface, where the location of the loop between helices 5 and 6 is highly variable. A combination of EM and spin labelling suggests that this loop adopts the native conformation in the P3(1) crystal form. The X-ray structures also show the location of structural water molecules that are important for colour tuning, stabilisation of the ground state and receptor activation, and act as a template for modelling other G-protein-coupled receptors. A major current focus of structural work on rhodopsin is investigation of the activated state of the receptor. After careful spectroscopic characterisation of light activation in two-dimensional crystals, a map of the metarhodopsin I intermediate was obtained by EM from two-dimensional crystals. In addition, NMR studies are providing information about the structure of activated states of rhodopsin. In the future, structural information will show how rhodopsin becomes activated and how it couples to downstream signalling pathways.