В данной главе изложены результаты исследования электрохимических свойств фоторецепторной дисковой мембраны. Начиная это исследование, мы исходили из определенной структурной схожести зрительного родопсина и другого ретиналь-содержащего белка - бактериородопсина. Действительно, нам удалось установить, что зрительный родопсин, как и бактериальный, генерирует при освещении электрический потенциал на мембране диска; предполагалось, что именно появление потенциала является одним из факторов усиления сигнала, и появление потенциала приводит к открыванию большого количества кальциевых каналов в диске. Дальнейшие исследования показали, что эта гипотеза неверна, однако фотопотенциал, генерируемый на мембране диска, оказался удобным инструментом для исследования ее электрохимических свойств. В частности, мы попытались вы¬явить наличие ионных каналов в фоторецепторной дисковой мембране. То, что дисковая мембрана должна содержать ионные каналы, представляется совершенно естественным. Действительно, онтогенетически эта мембрана образуется из плазматической мембраны фоторецептора, которая содержит как цГМФ-регулируемые каналы в наружном сегменте, так и потенциал-регулируемые каналы - во внутреннем.

Впервые в истории ученым из университета Рочестера, университета Маркетт и Медицинского колледж штата Висконсин удалось получить четкие и ясные снимки фоторецепторов, которые находятся в глазу живого человека. Эти нервные окончания являются своего рода микроскопическими "камерами", которые улавливая потоки света, наделяют человека таким незаменимым видом восприятия, как зрение.

 

Существенны ли протонирование родопсина и генерация фотопотенциала для его взаимодействия с трансдуцином? В ходе фотолиза родопсина на стадии образования метародопсина II происходит взаимодействие этого продукта с трансдуцином. Реакция связывания трансдуцина с метародопсином II является первой запускающей реакцией ферментативного каскада, завершающего падением концентрации цГМФ - предполагаемого внутриклеточного медиатора в фоторецепторной клетке.

Фотоизомеризация и мембранный потенциал. Проблема «посредника». Реакцией фоторецептора позвоночных на свет является гиперполяризация, возникающая в результате уменьшения проницаемости плазматической мембраны наружного сегмента для ионов Nа+.
До настоящего времени не выяснен механизм, посредством которого фотоиндуцированные превращения зрительного пигмента приводят к изменению натриевой проводимости (механизм «трансдукции»). Предполагается, что трансдукция осуществляется с помощью внутриклеточного химического посредника.

Суммарный ответ фоторецептора на поток квантов той или иной длины волны света складывается из элементарных дискретных гиперполяризационных реакций, каждая из которых имеет амплитуду 0,2 мВ и возникает на 1 фотон. Отдельный поглолценный фоторецептором квант света с вероятностью 0,7 вызывает фотоизомеризацию молекулы пигмента. В темноте дискретные реакции наблюдаются в наружном сегменте и в отсутствие светового сигнала, что связано со спонтанным (тепловым) распадом молекул фотопигмента.