로돕신

요약 눈의 망막에 있는 막대모양의 간상세포에 함유되어 있는, 붉은색의 빛을 감지하는 단백질이다.

1878년 개구리의 망막에서 처음 발견되었다. 척추동물의 망막의 색소층의 바깥쪽에 있는 색소 단백질로 시홍이라고도 한다. 단백질인 옵신(opsin)과 비타민A의 전구체인 레티날(retinal)로 구성된 복합단백질로 분자량은 약 27,000 g/mol이다. 사람은 로돕신을 직접 만들어내지 못하며, 음식을 통하여 섭취하는 ß-카로틴이나 비타민A를 이용하여 합성한다.

역할
옵신은 간상세포의 수용기막에 모자이크 형식으로 고정되어 있는 막단백질이며 레티날은 빛을 흡수하는 역할을 한다. 광화학 반응이 일어날 때 레티날은 빛을 흡수하여 옵신으로부터 쉽게 분리된다. 이 때 최대 흡수파장은 약 500nm의 녹색광이며, 로돕신이 빛을 받아 레티날과 옵신으로 분리되는 이 현상을 탈색이라 한다. 탈색이 일어나는 과정에서 방출된 에너지는 옵신을 활성화 시키고 결과적으로 간상세포를 흥분시켜 자극이 시신경을 통하여 대뇌로 전달되도록 하여 시각이 성립된다.

암순응과 명순응
밝은 곳에 있다가 어두운 곳으로 이동하면 처음에는 잘 보이지 않으나 서서히 잘 보이게 된다. 이런 현상을 암순응이라고 한다. 로돕신이 많을수록 빛이 적은 곳에서도 잘 볼 수 있는데 어두운 곳에서는 레티날이 환원효소에 의하여 비타민A가 되고 이것이 망막 속에서 옵신과 결합하여 로돕신이 되는데 어느 정도 시간이 걸린다. 즉, 로돕신이 어두운 곳을 볼 수 있을 만큼 충분히 생성되는데 시간이 걸리기 때문에 암순응 현상이 발생한다.

이와 반대로 어두운 곳에 있다가 밝은 곳으로 나오면 눈이 부셔서 잘 보이지 않다가 서서히 잘 보이게 되는 현상을 명순응이라고 한다. 이는 어두운 곳에서 생성된 다량의 로돕신이 강한 빛에 의하여 일시에 분해되며 에너지가 과도하게 방출되기 때문에 발생한다. 그러나 시간이 지나 로돕신이 모두 분해되면 간상세포의 기능이 저하되고 원추세포의 기능이 회복되므로 다시 잘 보이게 된다.

비타민A와 로돕신
간상세포에서 지속적으로 빛을 감지하기 위해서는 광화학 반응으로 분해된 로돕신이 계속 재합성되어야 한다. 이때 분리된 레티날 중 일부는 망막에서 효소작용을 거쳐 다시 로돕신을 형성하고, 일부는 간에서 효소작용을 거친 후 다시 망막에서 사용된다. 망막에서 분해되거나 소실되는 레티날은 망막 뒤의 색소상피에 저장된 비타민A에 의해 보충된다. 이 비타민A는 혈액에 의해 계속 공급된다. 따라서 혈액 중에 비타민A가 부족하면 레티날의 재합성량이 감소하고, 로돕신의 양도 함께 감소하여 야맹증에 걸리게 된다.