A -vitamiinin RETINOIDI eli näkösykli

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22074921

• RETINOIDI-sykli  regeneroi uudestaan näköpigmentin kromoforin 11-cis-retinaali nimeltään.

 

 Kts. kuvaa: 
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/instance/3265841/bin/zbc0521192260004.jpg

11- cis-retinaali on sitoutuneena opsiiniin muodostaen rodopsiinin.

RODOPSIINI  pystyy absorboimaan valosta yhden fotonin ja energia vaikuttaa, että  tässä proteiinissa tapahtuu fotoisomerisaatio 11- cis-RETINAALI-osassa  ja siitä tulee all-trans-RETINAALI (all-trans-RAL)  ja samalla tuottuu signaali, mikä mahdollisesti johtaa all-trans-retinaalin  vapautumiseen kromoforia sitovasta kolosta OPSIINI-proteiinissa .

Sitten all-trans-RETINAALI   redusoituu all-trans-RETINOLI -muotoon reaktiossa, jota katalysoi NADPH:sta riippuva all-trans-retinolidehydrogenaasi. 

 Sitten  all-trans-RETINOLIN  täytyy diffundoitua  läheiseen verkkokalvon (retina)  pigmenttiepiteelin solukerroksiin (RPE) . Tämä prosessi mahdollistuu, kun retinoli esteröityy rasvahapoilla  sellaisessa reaktiossa, jota katalysoi lesitiini-retinoli asyylitransferaasi.

 Verkkokalvon pigmenttiepiteelissä all-trans-retinyyliesterit pyrkivät muodostamaan  solunsisäisiä rakenteita, joita sanotaan retinosomeiksi.


Nämä esterit toimivat substraattina  isomeraasille nimeltään RPE65 retinoidi-isomeraasi, joka konvertoi  niitä 11- cis-RETINOLIKSI .  Se taas  oksidoituu takaisin 11- cis-retinaaliksi     retinolidehydrogenaasin avulla.

 11- cis-RETINAALI , joka on muodostunut  verkkokalvon epiteelisoluissa (RPE) diffundoituu nyt takaisin   ROS:iin, koska tämä reaktio on  olennaisesti  palautumaton.

 Tämä  viimeinen askel täydellistää  A-vitamiinin syklin  näkemisprosessissa, kun  11-cis- RETINAALI   kombinoituu OPSIINI-proteiiniin ja muodostaa uudestaan näköpurppuran RODOPSIININ.

• Mikä näistä molekyyleistä aiheuttaa valovauriota ?

  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22428905

Photochem Photobiol. 2012 Nov-Dec;88(6):1309-19. doi: 10.1111/j.1751-1097.2012.01143.x. Epub 2012 Apr 24. Retinal photodamage mediated by all-trans-retinal.

Maeda T, Golczak M, Maeda ADepartment of Ophthalmology and Visual Sciences, Case Western Reserve University, Cleveland, OH, USA. Tiivistelmä   All-trans-RETINAALIN  ( all-trans-RAL), joka on reaktiivinen A-vitamiini aldehydi,   Akkumuloituminen on avaintapahtuma aloittamassa verkkokalvon (retinan) valovauriota.

 Tätä valovauriota luonnehtii progressiivinen verkkokalvosolujen kuolema, mitä saa aikaan sekä akuutti että krooninen altistus valolle. Fotoaktiivinen rodopsiini ( kuten edellä kuvattiin)  vapauttaa tätä all-trans- RAL muotoa, mitä sitten jatkossa kuljetetaan  ATP:ä sitovalla kuljettajalla-4 ja sitten se  redusoituu  all-trans--RETINOLI- muotoon all-trans-retinoli-dehydrogenaasilla, jota sijaitse fotoreseptorisoluissa.

Mikä tahansa katkeaminen tässä  all-trans-RAL- molekyylin  fotoreseptoreissa tapahtuvassa puhdistumassa  voi aiheuttaa  tämän reaktiivisen aldehydin kertymää ja sen toksisia tuotekondensaatteja .

 Tällaisesta kertymisestä voi seurata  verkkokalvon dystrofiaa,  joihin kuuluu ihmisen verkkokalvon degeneratiiviset taudit kuten Stargardftin tauti ja ikään-liittyvä makuladegeneraatio.

 Otsikon työssään tutkijat pohtivat  fotoreseptorisolujen  all-trans-RAL puhdistumamekanismeja  perättäisillä entsyymireaktioilla,  näkösyklin avulla ( retinoidilla syklillä)  ja mahdollisia   retinan valovaurion  molekulaarisia teitä. 

 Herein, we discuss the mechanisms of all-trans-RAL clearance in photoreceptor cells by sequential enzymatic reactions, the visual (retinoid) cycle, and potential molecular pathways of retinal photodamage. 

Tutkijat tekevät myös katsauksen  retinan terveystilaa monitoroivista uusista kuvaustekniikoista  ja uusista terapeuttisista strategioista, joilla pyritään estämään  all-trans-retinaaliin  (all-trans-RAL) liittyviå  verkkokalvon valovaurioita.-

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22074921

• RETINOID CYCLE cycle regenerates visual pigment chromophore 11-cis-retinal

 Kts. kuvaa: 

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/instance/3265841/bin/zbc0521192260004.jpg

 In ROS, 11-cis-retinal is bound to opsin, forming rhodopsin (structure taken from Ref. 32). 

Absorption of a photon of light by rhodopsin (ROS)  causes photoisomerization of 11-cis-retinal to all-trans-retinal (all-trans-RAL)  and productive signaling,  eventually leading to release of all-trans-retinal from the chromophore-binding pocket of this opsin.  All-trans-retinal is reduced to all-trans-retinol in a reaction catalyzed by NADPH-dependent all-trans-retinol dehydrogenases.  Then, all-trans-retinol must diffuse into the adjacent RPE cell layer. This process is enabled by esterification of retinol with fatty acids in a reaction catalyzed by lecithin:retinol acyltransferase. 

In the RPE, these all-trans-retinyl esters tend to form intracellular structures called retinosomes. 

 These esters serve as substrates for the RPE65 retinoid isomerase, which converts them to 11-cis-retinol (structure taken from Ref. 63), which is further oxidized back to 11-cis-retinal by retinol dehydrogenases.  11-cis-Retinal formed in the RPE diffuses back into the ROS because this reaction is virtually irreversible. This last step also completes the cycle by recombining 11-cis-retinal with opsin to form rhodopsin. The concept embodied in this figure was taken from Ref. 102.  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22428905

Photochem Photobiol. 2012 Nov-Dec;88(6):1309-19. doi: 10.1111/j.1751-1097.2012.01143.x. Epub 2012 Apr 24.

• Retinal photodamage mediated by all-trans-retinal.

Maeda T, Golczak M, Maeda A.

Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Case Western Reserve University, Cleveland, OH, USA.
Accumulation of all-trans-retinal (all-trans-RAL), reactive vitamin A aldehyde, is one of the key factors in initiating retinal photodamage. This photodamage is characterized by progressive retinal cell death evoked by light exposure in both an acute and chronic fashion. Photoactivated rhodopsin releases all-trans-RAL, which is subsequently transported by ATP-binding cassette transporter 4 and reduced to all-trans-retinol by all-trans-retinol dehydrogenases located in photoreceptor cells. 

Any interruptions in the clearing of all-trans-RAL in the photoreceptors can cause an accumulation of this reactive aldehyde and its toxic condensation products. This accumulation may result in the manifestation of retinal dystrophy including human retinal degenerative diseases such as Stargardt's disease and age-related macular degeneration. Herein, we discuss the mechanisms of all-trans-RAL clearance in photoreceptor cells by sequential enzymatic reactions, the visual (retinoid) cycle, and potential molecular pathways of retinal photodamage. 

We also review recent imaging technol ogies to monitor retinal health status as well as novel therapeutic strategies preventing all-trans-RAL-associated retinal photodamage.