Crescitelli F
J Physiol. 1981 Dec;321:385-99. doi: 10.1113/jphysiol.1981.sp013991.
与视紫红质不同,从蛤蚧(大壁虎)中提取的521色素对pH敏感,在4.5 - 7.3的pH范围内会改变其光谱吸光度。颜色变化是可逆的,pH可用于将光谱最大值调整到490 nm至其在521 nm处的天然位置之间的任何位置。
随着酸度增加的蓝移与席夫碱氮质子化预期的情况相反,这表明对相互作用电荷的二级系统有作用,长期以来人们一直假定这种相互作用电荷可在可见光谱范围内调节脊椎动物视觉色素的颜色。
氯离子以系统且显著的方式调节这种pH效应。对于在缺乏氯离子的状态下提取的色素,颜色变化发生在6.0 - 7.0的pH范围内,中点接近6.5,这表明组氨酸的咪唑基团可能作为功能部分参与其中。添加氯化钠后,颜色移至pH 6.2以下的区域。
推测氯离子的调节作用是视蛋白的构象变化,导致二级相互作用位点从一个功能基团转移到另一个功能基团,或者由于系统静电的构象改变导致单个基团的pK发生变化。
在pH值介于7.5和9.0之间时,一种不同的机制变得明显。在这个区域,光色素密度降低,同时吸光度向蓝色方向移动。通过添加氯化钠或降低pH,这种碱性效应很容易逆转。连同氯离子的其他保护作用,这些离子有助于减少或防止这种密度的碱性损失。
与这种可逆的光色素损失相关的是一种在约366 nm处有最大值的产物的可逆出现。该产物的光谱类似于向提取物中添加11 - 顺式视黄醛所产生的光谱。碱性制剂的酸化导致光色素的恢复以及366产物的减少。
以适当浓度向碱性提取物中添加羟胺会抑制用酸或氯化钠恢复色素 - 521,但向系统中添加11 - 顺式视黄醛会导致酸化后光色素的恢复。所有证据表明产物 - 366要么是游离的11 - 顺式视黄醛,要么是以不改变其光谱吸光度的形式与视蛋白结合。因此,碱性效应是视觉色素醛亚胺键的破坏。
在许多方面,蛤蚧521色素的行为类似于鸡的锥色素视锥视紫质,这表明就pH而言对后者进行研究可能是未来一项有价值的研究项目。
由于其能够随pH、氯离子、硝酸根离子等改变颜色,可提取的蛤蚧色素为研究负责在整个可见光谱范围内调节视觉色素吸光度的机制提供了可能性。圆二色性、拉曼光谱、红外光谱等技术可能在这里找到适合这些研究的材料。