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动物视紫红质在视觉中至关重要，其激活涉及复杂过程。为探究灵长类蓝锥视觉色素（MB）早期光反应，研究人员用低温 UV - 可见吸收和 FTIR 光谱技术研究。发现席夫碱去质子化与 α - 螺旋变化有关，明确质子受体，该研究对理解视觉机制有重要意义。
在奇妙的视觉世界里，动物们能感知五彩斑斓的景象，背后有着复杂的生物学机制。动物视紫红质（rhodopsin）作为一种对视觉至关重要的光感受蛋白，起着关键作用。当它吸收光线时，视网膜发色团（retinal chromophore）会发生顺反（cis - trans）异构化，进而触发一系列变化，最终通过 G 蛋白介导的信号转导（G protein - mediated signal transduction）让动物感知到光信号。
在这个过程中，视网膜发色团通过质子化席夫碱（protonated Schiff base）与蛋白质共价结合。而在活性中间体形成过程中，席夫碱的去质子化被认为会诱导 α - 螺旋发生结构变化，这一变化对于促进与 G 蛋白的相互作用非常关键。然而，目前关于灵长类蓝锥视觉色素（MB）在早期光反应中席夫碱去质子化以及相关的结构动力学变化，仍存在诸多未知。为了深入了解这些关键问题，研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Biophysical Journal》上。
研究人员采用了低温 UV - 可见吸收光谱（low - temperature UV - visible absorption spectroscopy）和傅里叶变换红外光谱（FTIR，Fourier transform infrared spectroscopy）技术。他们利用这些技术，对灵长类蓝锥视觉色素（MB）的早期光反应进行研究，并未提及样本队列来源。
早期光反应中席夫碱去质子化与 α - 螺旋的关系
通过低温 UV - 可见吸收和 FTIR 光谱技术研究发现，在 MB 早期光反应中，席夫碱去质子化与 α - 螺旋的局部扰动相耦合。这种耦合作用促进了 Lumi 中间体（Lumi intermediate）的形成。研究人员推测，这种耦合可能是视觉色素激活过程中的一个重要环节，它或许影响着后续的信号转导效率。
确定质子受体与 α - 螺旋结构变化区域
研究人员运用位点定向诱变（site - directed mutagenesis）技术，成功确定了参与席夫碱去质子化的质子受体，发现从席夫碱释放的质子转移到了反离子 Glu113。同时，通过系统诱变揭示了跨膜螺旋 7（TM7，transmembrane helix 7）的结构扰动会使 Glu113 与形成席夫碱的赖氨酸残基靠近，从而促进早期光反应中高效的质子转移。这一发现明确了质子转移的具体路径和相关结构基础，对于理解视觉色素激活的分子机制有着重要意义。
Lumi 中间体的可逆变化
研究还发现，在低温下形成的 Lumi 中间体能够通过热驱动的反向质子转移，同时伴随着视网膜的再异构化，重新回到原始状态。这一现象表明，视觉色素的光反应过程存在可逆性，这种可逆性可能在视觉信号的调节和适应过程中发挥着关键作用。
从进化的角度来看，MB 属于对紫外线敏感的锥视觉色素家族，其在基态时具有去质子化的视网膜席夫碱这一特征。本研究中观察到的 MB 易于发生席夫碱去质子化的倾向，与这一进化特征相吻合。这不仅为理解 MB 的功能提供了进化层面的依据，也有助于深入探究视觉色素的进化历程和功能演变。
这项研究通过对灵长类蓝锥视觉色素（MB）早期光反应的深入探究，明确了席夫碱去质子化与 α - 螺旋结构变化的关系，确定了质子受体和相关结构变化区域，揭示了 Lumi 中间体的可逆变化以及其与进化特征的联系。这些研究成果为我们理解视觉色素的激活机制、信号转导过程以及视觉的进化提供了重要线索，对生命科学领域在视觉研究方面有着重要的推动作用，为后续进一步研究视觉相关疾病的发病机制和治疗策略奠定了理论基础。
