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OPN5

La opsina-5 , también conocida como receptor acoplado a proteína G 136 o neuropsina, es una proteína que en los seres humanos está codificada por el gen OPN5 . La opsina-5 es un miembro de la subfamilia de las opsinas de los receptores acoplados a proteína G. [5] [6] [7] Es una proteína fotorreceptora sensible a la luz ultravioleta (UV) . El gen OPN5 se descubrió en genomas de ratones y humanos y su expresión de ARNm también se encontró en tejidos neuronales. La neuropsina es biestable a 0 °C y activa una vía mediada por Gi de proteína G heterotrimérica sensible a los rayos UV en tejidos de mamíferos y aves. [8] [9]

Función

La neuropsina humana se expresa en el ojo, el cerebro, los testículos y la médula espinal. La neuropsina pertenece a la subfamilia de siete exones de los genes de opsina de los mamíferos, que incluye la peropsina (RRH) y el receptor acoplado a la proteína G de la retina (RGR). La neuropsina tiene diferentes isoformas creadas por empalme alternativo. [7]

Fotoquímica

Cuando se reconstituyen con 11-cis-retinal , las neuropsinas de ratón y humanas absorben al máximo a 380 nm. Cuando se iluminan, estas neuropsinas se convierten en fotoproductos que absorben el azul (470 nm), que son estables en la oscuridad. Los fotoproductos se convierten nuevamente a la forma que absorbe los rayos UV cuando se iluminan con luz naranja (> 520 nm). [8]

Distribución de especies

Las neuropsinas se conocen en equinodermos , [10] anélidos , artrópodos , braquiópodos , tardígrados, moluscos y la mayoría se conocen en craneados . [11] Los craneados son el taxón que contiene a los mamíferos y con ellos a los humanos. Sin embargo, los ortólogos de la neuropsina solo se han verificado experimentalmente en un pequeño número de animales, entre ellos el humano , el ratón ( Mus musculus ), [5] el pollo ( Gallus gallus domesticus ), [9] [12] la codorniz japonesa ( Coturnix japonica ), [13] la estrella frágil europea Amphiura filiformis (relacionada con las estrellas de mar), [10] el oso de agua tardígrado ( Hypsibius dujardini ), [14] y el renacuajo de Xenopus laevis . [15]

Las búsquedas en bases de datos de secuencias genéticas disponibles públicamente han encontrado supuestos ortólogos de neuropsina en ambas ramas principales de Bilateria : protóstomos y deuteróstomos . Entre los protóstomos, se han encontrado supuestos neuropsinas en los moluscos lapa lechuza ( Lottia gigantea ) (una especie de caracol marino) y ostra del Pacífico ( Crassostrea gigas ), en la pulga de agua ( Daphnia pulex ) (un artrópodo ) y en el gusano anélido Capitella teleta . [14]

Filogenia

Las neuropsinas son uno de los tres subgrupos de las tetraopsinas (también conocidas como RGR/Go u opsinas del grupo 4). Los otros grupos son las cromopsinas y las Go-opsinas. Las tetraopsinas son uno de los cinco grupos principales de las opsinas animales , también conocidas como opsinas de tipo 2). Los otros grupos son las opsinas ciliares (c-opsinas, cilopsinas), las opsinas rabdoméricas (r-opsinas, rabopsinas), las xenopsinas y las nessopsinas. Cuatro de estos subclados se encuentran en Bilateria (todos menos las nessopsinas). [11] [16] Sin embargo, los clados bilaterales constituyen un taxón parafilético sin las opsinas de los cnidarios . [11] [16] [17] [18]

Relación filogenética de las neuropsinas con las demás opsinas
  • Reconstrucción filogenética de las opsinas. El grupo externo contiene otros receptores acoplados a la proteína G. El recuadro resalta las tetraopsinas, que se expanden en la siguiente imagen.
    Reconstrucción filogenética de las opsinas. El grupo externo contiene otros receptores acoplados a la proteína G. El recuadro resalta las tetraopsinas, que se expanden en la siguiente imagen.
  • Reconstrucción filogenética de las tetraopsinas. El grupo externo contiene otros receptores acoplados a la proteína G, incluidas las otras opsinas. El recuadro resalta las neuropsinas, que se muestran expandidas en la siguiente imagen.
    Reconstrucción filogenética de las tetraopsinas. El grupo externo contiene otros receptores acoplados a la proteína G, incluidas las otras opsinas. El recuadro resalta las neuropsinas, que se muestran expandidas en la siguiente imagen.

En la filogenia anterior, cada clado contiene secuencias de opsinas y otros receptores acoplados a proteína G. El número de secuencias y dos gráficos circulares se muestran al lado del clado. El primer gráfico circular muestra el porcentaje de un determinado aminoácido en la posición en las secuencias correspondientes a la posición 296 en la rodopsina del ganado. Los aminoácidos están codificados por colores. Los colores son rojo para la lisina (K), morado para el ácido glutámico (E), gris oscuro y medio para otros aminoácidos, y gris claro para las secuencias que no tienen datos en esa posición. El segundo gráfico circular da la composición del taxón para cada clado, el verde representa a los craneados , el verde oscuro a los cefalocordados , el verde medio a los equinodermos , el rosa pálido a los anélidos , el azul oscuro a los artrópodos , el azul claro a los moluscos y el morado a los cnidarios . Las ramas de los clados tienen gráficos circulares, que dan valores de soporte para las ramas. Los valores son de derecha a izquierda SH-aLRT/aBayes/UFBoot. Las ramas se consideran compatibles cuando SH-aLRT ≥ 80%, aBayes ≥ 0,95 y UFBoot ≥ 95%. Si un valor de compatibilidad está por encima de su umbral, el gráfico circular es negro; de lo contrario, es gris. [11]

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000124818 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000043972 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
  5. ^ ab Tarttelin EE, Bellingham J, Hankins MW, Foster RG, Lucas RJ (noviembre de 2003). "Neuropsina (Opn5): una nueva opsina identificada en el tejido neural de los mamíferos". FEBS Letters . 554 (3): 410–6. doi : 10.1016/S0014-5793(03)01212-2 . PMID  14623103. S2CID  9577067.
  6. ^ Fredriksson R, Höglund PJ, Gloriam DE, Lagerström MC, Schiöth HB (noviembre de 2003). "Siete receptores acoplados a proteína rodopsina G humana conservados evolutivamente que carecen de parientes cercanos". Cartas FEBS . 554 (3): 381–8. doi : 10.1016/S0014-5793(03)01196-7 . PMID  14623098. S2CID  11563502.
  7. ^ ab "Entrez Gene: OPN5 opsina 5".
  8. ^ ab Kojima D, Mori S, Torii M, Wada A, Morishita R, Fukada Y (2011). "Proteína fotorreceptora sensible a la radiación UV OPN5 en humanos y ratones". PLOS ONE . ​​6 (10): e26388. Bibcode :2011PLoSO...626388K. doi : 10.1371/journal.pone.0026388 . PMC 3197025 . PMID  22043319. 
  9. ^ ab Yamashita T, Ohuchi H, Tomonari S, Ikeda K, Sakai K, Shichida Y (diciembre de 2010). "Opn5 es un pigmento biestable sensible a los rayos UV que se acopla con el subtipo Gi de la proteína G". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (51): 22084–22089. Bibcode :2010PNAS..10722084Y. doi : 10.1073/pnas.1012498107 . PMC 3009823 . PMID  21135214. 
  10. ^ ab Delroisse J, Ullrich-Lüter E, Ortega-Martinez O, Dupont S, Arnone MI, Mallefet J, Flammang P (2014). "Alta diversidad de opsinas en una estrella frágil infaunal no visual". Genómica BMC . 15 (1): 1035. doi : 10.1186/1471-2164-15-1035 . PMC 4289182 . PMID  25429842. 
  11. ^ abcd Gühmann M, Porter ML, Bok MJ (agosto de 2022). "Las gluopsinas: opsinas sin la lisina de unión a la retina". Cells . 11 (15): 2441. doi : 10.3390/cells11152441 . PMC 9368030 . PMID  35954284.  El material fue copiado y adaptado de esta fuente, que está disponible bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.
  12. ^ Tomonari S, Migita K, Takagi A, Noji S, Ohuchi H (julio de 2008). "Patrones de expresión de los genes relacionados con la opsina 5 en la retina del pollo en desarrollo". Dinámica del desarrollo . 237 (7): 1910–22. doi : 10.1002/dvdy.21611 . PMID  18570255. S2CID  42113764.
  13. ^ Nakane Y, Ikegami K, Ono H, Yamamoto N, Yoshida S, Hirunagi K, Ebihara S, Kubo Y, Yoshimura T (agosto de 2010). "Una opsina de tejido neural de mamíferos (Opsina 5) es un fotorreceptor cerebral profundo en las aves". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (34): 15264–8. Código Bib : 2010PNAS..10715264N. doi : 10.1073/pnas.1006393107 . PMC 2930557 . PMID  20679218. 
  14. ^ ab Hering L, Mayer G (septiembre de 2014). "El análisis del repertorio de opsinas en el tardígrado Hypsibius dujardini proporciona información sobre la evolución de los genes de opsinas en panartrópodos". Genome Biology and Evolution . 6 (9): 2380–91. doi :10.1093/gbe/evu193. PMC 4202329 . PMID  25193307. 
  15. ^ Currie SP, Doherty GH, Sillar KT (mayo de 2016). "La fotorrecepción cerebral profunda vincula la detección de luminancia con la salida motora en renacuajos de rana Xenopus". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 113 (21): 6053–6058. Bibcode :2016PNAS..113.6053C. doi : 10.1073/pnas.1515516113 . PMC 4889350 . PMID  27166423. 
  16. ^ ab Ramirez MD, Pairett AN, Pankey MS, Serb JM, Speiser DI, Swafford AJ, Oakley TH (26 de octubre de 2016). "El último ancestro común de la mayoría de los animales bilaterales poseía al menos 9 opsinas". Genome Biology and Evolution : evw248. doi : 10.1093/gbe/evw248 . PMC 5521729 . PMID  27797948. 
  17. ^ Porter ML, Blasic JR, Bok MJ, Cameron EG, Pringle T, Cronin TW, Robinson PR (enero de 2012). "Arrojando nueva luz sobre la evolución de la opsina". Actas. Ciencias biológicas . 279 (1726): 3–14. doi :10.1098/rspb.2011.1819. PMC 3223661. PMID  22012981 . 
  18. ^ Liegertová M, Pergner J, Kozmiková I, Fabian P, Pombinho AR, Strnad H, et al. (julio de 2015). "El genoma del cubozoo ilumina la diversificación funcional de las opsinas y la evolución de los fotorreceptores". Scientific Reports . 5 : 11885. Bibcode :2015NatSR...511885L. doi :10.1038/srep11885. PMC 5155618 . PMID  26154478. 

Lectura adicional

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .


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