Einblick in den Mechanismus der Initialreaktion des Sehvorgangs - Reaktionsverlauf des Sehproteins

Das wichtigste Sinnesorgan des Menschen ist das Auge. Aber was passiert im Auge genau, bevor etwas gesehen wird?

Den Reaktionsmechanismus zu Beginn eines Sehvorgangs beschreibt ein Aufsatz in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift "nature", an dem Dr. Oliver Weingart von der Universität Duisburg-Essen (UDE) mitgearbeitet hat. "Das Schlüsselmolekül im Sehprozess der meisten Wirbeltiere, uns Menschen eingeschlossen, ist der Sehfarbstoff Retinal." Retinal gehört zu den Carotinoiden und stellt mit anderen verwandten Verbindungen das Vitamin A dar. Retinal wird in der Netzhaut mit dem Protein Opsin gekoppelt. Diese Verbindung wird als Rhodopsin oder Sehpurpur bezeichnet. "Wird der Sehfarbstoff durch Licht angeregt, verändert er seine Struktur und aktiviert das ihn umgebende Protein", erklärt Weingart. Diese Reaktion endet mit der Reizung des Sehnervs, und erst dann kann visuell etwas wahrgenommen werden.

Blitzschnelle Reaktion

Die Strukturänderung des Retinals erfolgt äußerst schnell, nämlich in zirka 200 Billiardstel Sekunden. Der Verlauf dieser Reaktion konnte in Kooperation mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Milano mit spektroskopischen Methoden und hoher Zeitauflösung verfolgt werden. Die Fotoreaktion des Sehproteins wurde zudem an der UDE und der Universität Bologna mit aufwändigen rechnerischen Verfahren simuliert. Die Berechnungen lieferten identische Ergebnisse zum Experiment an der TU Milano, jedoch mit einer nochmals 20-fach höheren Zeitauflösung. Dadurch können die Bewegungen des Moleküls während der Reaktion nun sehr genau nachvollzogen werden. Weingart: "Mit Experiment und Theorie haben wir einen weitaus detaillierteren Einblick in den Mechanismus der Initialreaktion des Sehvorgangs bekommen, als es bislang möglich war."

Nutzen für Medizin und Technik

Die Erkenntnis, wie das Sehprotein funktioniert, dürfte nicht nur der medizinischen Forschung nutzen. Sie könnte ebenso helfen, künstliche molekulare Fotoschalter zu entwickeln, die zum Beispiel als schnelle optische Datenspeicher die Computertechnik weiter revolutionieren könnten.

Informationen: www.nature.com/nature/journal/v467/n7314/edsumm/e100923-06.html (Nature Artikel)

Quelle: Universität Duisburg-Essen

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Zuletzt geändert am 31.12.2013 14:59