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An FTIR Study of Monkey Green- and Red-Sensitive Visual Pigments

Kota Katayama, Yuji Furutani, Hiroo Imai and Hideki Kandori

ヒトや類人猿、旧世界ザルなどは赤・緑・青の3原色の色覚特性を示す。その分子機構として、これらの種では一次構造が類似している赤と緑の光を受け取るタンパク質を青色光受容タンパク質に加えて恒常的に網膜中に発現していることが知られている。約10年前に当研究所を含めた共同研究により、これらのタンパク質を培養細胞中で大量に発現することが可能になった(Onishi et al., Nature 1999)。今回の共同研究では、名古屋工業大学との協力により、これらのタンパク質の分子内部の構造について赤外線を用いた方法で解析した。  赤と緑のタンパク質の内部構造は非常によく似ていたが、光を受容した際にタンパク質内部のわずかな変化が生じ、その部分に違いが起こることが分かった。本研究では、遺伝子情報分野の技術を生かしたタンパク質の大量精製と名古屋工業大学神取研究室(霊長類研究所共同利用研究員:片山耕大(大学院生)、古谷祐詞(現分子研准教授)、神取秀樹(教授))の精密測定技術を組み合わせることにより、世界に先駆けて色覚タンパク質内部の原子レベルの変化を検出することができた。 

関連報道 
http://www.chunichi.co.jp/article/national/news/CK2009121702000229.html

http://www.47news.jp/CN/200912/CN2009121601000790.html

遺伝子情報分野
http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/bunshi/idenshi/index.html

Global COE @PRI
http://www.pri.kyoto-u.ac.jp/sections/gCOE_pri/index.html

 

Angewandte Chemie, on-line, 2010

Most vertebrates including primates have two kinds of vision: twilight vision mediated by rhodopsin in rod photoreceptor cells and color vision achieved by multiple color pigments in cone photoreceptor cells. Humans have three color pigments: red-, green-, and blue-sensitive proteins maximally absorbing at 560, 530, and425 nm, respectively, and specific perception of light by the red, green, blue (RGB) sensors is the origin of color vision. Rhodopsin and color-pigments both contain a common chromophore molecule, 11-cis retinal, whereas different chromophore–protein interactions allow preferential absorption of different colors. In this study, we attempted to large scale expression of monkey green and red pigments in HEK293 cell lines for structural analysis using FTIR spectroscopy. 

http://www3.interscience.wiley.com/journal/123232958/abstract

 

JAN/13/2010

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