Lichtinduzierte Wechselwirkungen zwischen Rhodopsin und dem GTP-bindenden Protein

Die Existenz rascher lichtinduzierter Veränderungen der Lichtstreuung in Suspensionen von Membranen der bovinen Stäbchenaußensegmente wurde zuvor beschrieben H. Kühn et al. (1981) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 78, 6873-6877. Das Signal, das in Gegenwart von GTP beobachtet wurde, wurde als in Beziehung stehend zu dem von Rhodopsin katalysierten Austausch von GTP gegen GDP, das an das GTP-bindende Protein gebunden ist, interpretiert, d.h. zur Bildung des Aktivators der cGMP-Phosphodiesterase B.K.K. Fung et al. (1981) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 78, 152-156. Wir haben diese Interpretation in dem vorliegenden Papier getestet, indem wir die Beziehung zwischen dem Lichtstreusignal und der Aktivität der Phosphodiesterase unter Verwendung schneller Aufzeichnungstechniken für beide Prozesse untersucht haben. Alle erhaltenen Ergebnisse sind mit der obigen Hypothese konsistent. Die Amplitude des Lichtstreusignals und die Aktivität der Phosphodiesterase zeigen die gleiche Abhängigkeit von der Blitzenintensität und von der Konzentration von GTP oder dessen Analogon Guanosin 5'-beta, gamma--Imidotrisphosphat (pNHppG). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das GTP-bindende Protein eine Hochaffinitäts-bindungsstelle für pNHppG besitzt (Kd viel kleiner als 0,1 µM). Bei hohen Konzentrationen von GTP oder pNHppG wird die Phosphodiesterase im Dunkeln aktiviert und das Lichtstreusignal wird entsprechend reduziert; beide Effekte werden durch vorherige Inkubation mit Guanosin 5'-beta-Thiodiphosphat (pSpG) verhindert.