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Vitamin A: Einbindung in den Stoffwechsel

Interphotorezeptor-Retinoidbindungsprotein (IRBP)

Die Regeneration der Sehpigmente in den äußeren Segmenten der Photorezeptoren hängt von der Lieferung von 11-cis-Retinal aus dem Pigmentepithel ab. Damit dort ein ausreichend großer Pool an 11-cis-Retinal vorhanden ist, muss das bei der Aktivierung von Rhodospin entstehende all-trans-Retinol schnellstmöglich aus den Photorezeptoren in das Pigmentepithel transportiert werden, wo es re-oxidiert und re-isomerisiert werden kann. Der Transport des hydrophoben all-trans-Retinols aus den Photorezeptoren durch die Interphotorezeptormatrix in die Pigmentepithelzelle wird durch das IRBP (Interphotorezeptor-Retinoidbindungsprotein) gewährleistet.

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Abb.1
IRBP aus dem Krallenfrosch (Xenopus laevis)

Röntgenkristallstruktur einer funktionellen Einheit des IRBP eines afrikanischen Krallenfrosches (Xenopus laevis). PDB-Code: 1J7X

IRBP-Moleküle stellen demnach auch den Hauptbestandteil der Interphotorezeptormatrix dar. IRBP ist ein Glycoprotein mit einer Molmasse von etwa 140kDa, das in den Photorezeptoren synthetisiert wird und in die Interphotorezeptormatrix sezerniert wird. Im Interphotorezeptormatrix binden die IRBP Retinoide und langkettige Fettsäuren. Damit fungiert IRBP als Carrier für die Retinoide zwischen den Photorezeptoren und den Pigmentepithelzellen. Ob es dabei auch Speicher- oder gezielte Transportfunktionen hat, ist noch ungeklärt.

IRBP besitzt drei Bindungsstellen für Retinoide und ein bis zwei Bindungsstellen für langkettige Fettsäuren. Eine der drei Retinoidbindungsstellen bindet sowohl all-trans-Retinol als auch 11-cis-Retinal, während die anderen beiden selektiv zu sein scheinen. Die in Photorezeptoren angereicherte, mehrfach ungesättigte Fettsäure Docosahexaensäure (DHA) hemmt die Bindung eines zweiten Moleküls 11-cis-Retinal und fungiert damit möglicherweise als allosterischer Schalter zur Aufnahme und Abgabe von 11-cis-Retinal in Abhängigkeit von der DHA-Konzentration in der Interphotorezeptormatrix.

Übersichtsgrafik zum "Vitamin-A-Metabolismus im Auge" auf der Einleitungsseite

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