一種新發現的化學反應能夠改善視力

該研究的第一作者，美國凱斯西儲大學醫學院的研究生Sahil Gulati說：「我們的研究表明，向視網膜中添加一種環己基化學基團，就能夠實現從GPCR單向激活到自我更新的循環激活機制的完全轉換。這些發現表明，能夠改造GPCR，使其具備自我更新機制，而這種機制能夠通過外部信號控制。這種生物化學引起的功能對於治療視力受損非常有幫助，並為更多的基於GPCR的治療打開了大門。」 Krzysztof Palczewski教授是這項研究的高級作者。

這項發現闡述了視力的生物化學機理，以及視網膜化學成分對於人類感知光線如此重要的原因。人們需要在視紫紅質這種極度敏感蛋白的幫助下才能看到東西，視紫紅質附著在視網膜分子上感知光明。可見光子進入眼中，被視紫紅質吸收，激活許多形成視力的信號。重要的是，視網膜在等待可見光子時會維持一種化學結構形態（11-cis視網膜），而在吸收到光子之後進入到另一種結構形態（全反式視網膜）。但這種轉變是單向的，需要大量特殊的蛋白質才能將全反式視網膜轉變回11-cis視網膜。如果這些特殊的蛋白存在遺傳性突變，就會導致視網膜退化疾病。如果想要治療這些疾病，則必須要修復或跳過這些突變的蛋白質來維持視網膜的轉變。

Gulati說：「這項研究表明，視網膜化學修飾能夠以一種光循環的方式激活視覺信號。這種化學修改使視網膜能夠利用熱能自我更新，因此不需要任何額外的酶。」

研究人員發現了牛的視紫紅質中的自我更新機制，牛的視紫紅質與人類非常相似。研究人員使用提純的蛋白質證明，經過修改的視網膜能夠與視紫紅質綁定，並成功激活人類眼中感光的蛋白質，完成之後，它會利用熱量緩慢地回到非激活形式，之後可以再重新被光激活。這些發現表明，具有特殊化學結構的視網膜分子能夠可逆地刺激驅動人類視覺的視紫紅質。

Gulati說：「儘管GPCR的單向反應機制使它們能夠在人體中正在運轉，但是它們不能更新自己的激活分子，因此依賴於藥物分子的持續作用來改善癥狀。對GPCR進行受控的循環激活讓它們能夠使自己維持下去 。」

這個新發現的機制能夠改善當前治療視網膜退行性疾病或其他神經細胞疾病的方法。研究人員能夠利用生物化學方法修補視網膜和與視網膜綁定的視紫紅質分子，以此為改善它們激活或關閉眼中蛋白質的能力。Gulati說：「我們的下一步工作將設計一類新的具備更快熱恢復能力的修改型視網膜，並測試它們對人體的治療效果。」

中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平台上，發表和介紹國內外原創的科研成果。

本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

微信公眾號：中國生物技術網

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！